第二十一章 合成高分子化合物.doc

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1、第二十一章合成高分子化合物教学目的：掌握高分子化合物的基本概念和合成高分子化合物的基本反应；了解高分子的结构和性能的关系，高分子化合物的应用。教学重点：高分子化合物的特点、影响高分子性能的几个因素、对高分子化合物聚集状态的理解、高分子合成反应的两大类型。教学难点：聚合物三种力学状态的理解；加聚反应和缩聚反应在反应机理方面的特点及它们之间的区别。第一节基本概念一、高分子化合物的涵义1．分子量在5,000以上的大分子。2．高分子化合物有较好的强度和弹性二、高分子化合物的组成和特点1．高分子化合物的化学组成一般都比较简单。许多相同的链节重复结合而成的高分子链。高分子的分子量

2、=聚合度*链节数2．特点①　从分子量和组成看，高分子的分子量很大，具有“多散性”。②　从分子结构看，有两种：线型结构和体型结构。·线型结构的特征是分子中的原子由共价键相互结合成一条很长的蜷曲状态“链”。·体型结构的特征是分子链与分子链之间有许多化学链交联起来，形成网格一样的结构。③从性能上看，通常处于固体状态，有较好的机械强度，绝缘性能，耐腐蚀性能，可塑性，高弹性。④用途上看，一般可作为结构材料，供各方面使用。三、高分子化合物的分类和命名1．分类①　按来源分类：天然高分子（天然橡胶、纤维素、淀粉）合成高分子（合成橡胶、合成纤维、塑料）②按工艺性质和应用分类：塑料、橡胶

3、、纤维③按高分子主链结构分类：碳链高分子化合物、杂链高分子化合物等。④按合成高分子化合物的反应类型分类：加聚物、缩聚物⑤按应用功能分类：通用高分子——用量最大，面也广。四烯：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。四纶：涤纶、锦纶、腈纶、维纶。四胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶。特殊高分子、功能高分子、仿生高分子、生物高分子、医药高分子、高分子试剂、高分子催化剂。2．命名①分子命名一般习惯上用俗名。纤维、淀粉②加聚反应制得的高聚物，单体前加个“聚”字。聚氯乙烯③缩聚反应制得的高聚物，在原料后加“树脂”二字。酚醛树脂、环氧树脂④商品名称：腈纶、的确良（聚对苯二甲酸乙二酯纤维

4、）、电木（酚醛树脂）四、重要性1．应用已遍及工、农、国防、衣食、住、行、文教、卫生、建筑、交通等方面。2．材料方面的革命：①大量应用的塑料、橡胶、纤维。②精细的生物医用材料，如：人工心脏、肾、骨、齿等。③高强度、耐高温、耐腐蚀的结构材料，如：用碳纤维增强的高分子复合材料已用于火箭与超音速飞机的机身。④具有化学性能，导电性能等功能的功能，如：离子交换树脂、高分子试剂、光敏树脂、导电树脂等。第二节高分子化合物的结构和性能的关系一、高聚物的特性1．不挥发性。2．高分子链的柔顺性与良好的机械强度。3．良好的绝缘性能。4．结晶性。5．溶解性和熔融性。6．耐化学腐蚀。二、高分子化

5、合物的基本结构1．线型结构又称链状高聚物，是由许多链节相互联成一条长链的高聚物。特点：具有高弹性、可塑性、在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆度较小。有独立存在的分子。2．体型结构一般是由多官能团单体相互作用，使主链与主链之间以共价键相连接，形成三维空间的立体结构。特点：没有弹性和可塑性；不能溶解和熔融；只能溶胀，硬度和脆度较大。不能反复熔化，只能一次加工成型。三、高分子化合物的聚集状态1．晶相高聚物和非晶相高聚物①晶相高聚物由于其内部分子排列很有规律，分子间作用力较大，故其耐热性和机械强度都比非晶相高，熔限较窄。②非晶相高聚物没有一定的熔点，耐热性能和机械强度都比晶

6、相低，由于高分子的分子链很长，要使分子链间每一部分都作有序排列是很困难的。因此，高聚物都属于非晶相或部分结晶的。2．线型非晶相高聚物的聚集状态①玻璃态：形变困难，硬度大。②高弹态：形变很容易，具有高弹性。③粘流态：形变能任意发生，具有流动性。三态的相互转变并不是“相变”。见P330图22-3温度-形变曲线。第三节高分子的合成一、加聚反应由许多相同或不同单体在一定条件下，通过互相加成形成的高分子化合物的反应叫加聚反应。·由一种单体发生的加聚反应称为均聚反应。·由两种以上的单体共同聚合称为共聚反应。1．加聚反应的特点：①单体是带有不饱和键的化合物。②反应过程中没有低分子化

7、合物析出，生成高分子化合物的化学组成与单体相同，其分子量为单体分子量的整数倍。③通过一连串单体分子间的相互加成反应来完成的。④一般是放热的链锁反应。⑤属于不可逆的链锁反应。2．加聚反应的历程：①游离基历程链引发链增长链终止②离子历程正离子聚合反应R为供电基，使电子云偏向另一个C原子，有利于正离子聚合反应的链增长。催化剂一般是亲电试剂。负离子聚合反应X为吸电基，催化剂为亲核试剂。③配位聚合是烯类单体在金属有机络合物催化下引起的聚合反应。全同构型：所有的取代基都有规则的排在同一边的叫~。间同构型：取代基交替排列在上下方，叫~。全同构型和间同构型都是有规构