高分子化学与物理学课件

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1、高分子化学与物理学周国伟化学工程学院教材：《高分子科学简明教程》夏炎主编参考书：《高分子化学》潘祖仁主编《高分子化学与物理基础》魏无际等编《高分子物理》何曼君等编第一章绪论高分子科学主要研究高分子化合物合成、改性，高分子及其聚集态的结构、性能，聚合物的成型加工等内容的一门综合性学科。高分子科学既是一门应用科学，又是一门基础科学。高分子科学已经发展成高分子化学、高分子物理和高分子工程几个领域。高分子化学及相关学科无机化学分析化学有机化学物理化学物理高分子化学高分子物理高分子科学高分子工程聚合反应工程聚合物成型加工化学工程材料力学流体力学第一节

2、高分子化学的基本概念第二节聚合物的分类和命名第三节聚合物的分子量及其分布第四节高分子链的结构形态第一节高分子化学的基本概念1.1什么是高分子？由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物。也称高分子化合物.其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际或假想(?)是由相应的小分子衍生而来。高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物这些术语一般可以通用Macromolecule,Polymer聚氯乙烯聚乙烯醇真实单体CH2=CHOHnCH2=CHClnCH2-CHCl[]nCH2-CHO

3、H[]n聚合聚合假想单体高分子化合物的特点相对分子质量很大：一般在104~106共价键连接由相同的化学结构重复多次而成聚苯乙烯PS1.2由一种结构单元组成的高分子单体(Monomer)：形成聚合物结构单元的小分子化合物结构单元(Structureunit)：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团。或由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分。单体单元（Monomerunit）：与单体组成相同,只是电子结构不同的重复单元。重复单元(Repeatingunit）：高分子链中可重复的最小单位。链节(Chainelement）：重复单元有时也称为

4、链节。n表示重复单元数，也称为链节数。聚合度（Degreeofpolymerization）聚合物分子所含单体单元的数目，称为该聚合物的聚合度。有两种表示法：以大分子链中的结构单元数目表示，Xn以大分子链中的重复单元数目表示，DP或P两种聚合度相等，都等于nXn=DP=n高分子的分子量：M=XnM0=DPM0式中:M是高分子的分子量M0是结构单元的分子量1.3由两种结构单元组成的高分子合成尼龙-66（聚酰胺）：nn结构单元结构单元重复单元其聚合度Xn=2n聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）单体在形成高分子的过程中要失去一些原子，此时结构单

5、元不宜再称为单体单元COOHHOOCCH2CH2OHOHCOOCH2CH2OHHOOCnOH2+nn+(2n-1)P10表1-5聚合物的重复单元和单体注意：聚乙烯醇均聚物：由一种（真实的或假设的）单体聚合而成的高分子称为均聚物。共聚物：由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物。例如：丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）第二节聚合物的分类与命名(1)按来源分类：天然高分子、半天然高分子和合成高分子(2)按用途分类：纤维、塑料、橡胶、粘合剂、涂料、功能高分子(3)按性能分类：结构材料和功能材料(4)按主链的元素组成分类：碳链、杂链、元素有机

6、高分子(5)按聚合反应分类：加聚物和缩聚物(6)按聚合物主链结构分类：聚酯、聚醚、聚氨酯、聚烯烃(7)按聚合物分子链形状分类：线形、支化型、星型、梯形、体型(8)按聚合物受热时的不同行为分类：热塑性和热固性(9)按相对分子质量分类：高聚物、低聚物、齐聚物、预聚物(10)按聚合物中单体种类分类：均聚物、共聚物2.1分类(1)来源天然高分子：自然界天然存在的高分子。半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。合成高分子：由单体聚合成的高分子。塑料：以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。橡胶：具有可逆形变的高弹

7、性材料。纤维：纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍涂料、胶粘剂、功能高分子P17表1-7几种主要的三大合成材料(2)性质和用途称为“三大合成材料”(3)主链的元素组成碳链聚合物大分子主链完全由碳原子组成绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类如：PE，PP，PS，PVC杂链聚合物大分子主链中除碳原子外，还有O、N、S等杂原子如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚元素有机聚合物大分子主链中没有碳原子，主要由Si、B、Al、O、N、S、P等原子组成，侧基则由有机基团组成如：硅橡胶碳链高分子聚丙烯杂链高分子尼龙—6元素有机高分子聚二甲基硅氧烷OSiC

8、H3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O加聚物：单体加成聚合的反应称为加聚反应，反应产物称为加聚物。缩聚物：单体缩合聚合反应形成的聚合物。2.2聚合物的命名(1)按单体来源