浙江大学高分子化学第1章课件绪论

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1、第一章绪论Prolegomenon1国家级精品课程──高分子化学2高分子材料的创生虽只有100多年，但其发展速度远远快于金属和无机材料。究其原因，是合成高分子的结构具有几乎无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力远胜于其它物质。3化工产品十分广泛，迄今已达到7万种之多，主要包括：无机酸、碱、盐和化肥为代表的无机化工；烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表的基本有机化工；合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的高分子化工；医药、农药、染料、涂料、日用化学品为代表的精细化工。还有一些逐步形成了独立的工业部门，如炼

2、油、冶金、医药、造纸、建材、酿造、环保等。化学工业已经而且会在较长时期内成为我国国民经济的重要支柱产业。高分子？Macromolecule（大分子）：包括天然大分子、合成大分子天然大分子：蛋白质DNA、RNA纤维素淀粉天然橡胶……4合成大分子：在适当条件下人工合成的大分子，称：MacromolecularCompound（大分子化合物）HighPolymer（高聚物）Polymer（聚合物）5高分子化学聚合物化学（PolymerChemistry）研究聚合物合成与化学反应的一门科学。涉及到两大类反应：聚合物的合成反应

3、（聚合反应，Polymerization）小分子大分子聚合物的化学反应（PolymerReaction）新的大分子大分子反应的机理反应的动力学小分子反应的影响因素反应的实施方法6什么是高分子？由原子或原子团（结构单元）以共价键形式连结而成的大分子量同系混合物结构单元共价键连结大分子量（通常>104）同系混合物（具有分子量的多分散性）注：“分子量”一词国内有关标准规定称“相对分子质量”。但对于高分子，国际上绝大多数专业书刊都称MolecularWeight，且考虑到以后还将引入“平均分子量”、“分子量分布”等高分子专有

4、的概念，故我们仍坚持称“分子量”。7聚合CH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnCH2CHCH2CHn缩写成1.1高分子的基本概念一个大分子往往是由许多相同的、简单的重复结构单元连接而成。例如：聚苯乙烯尼龙-66的单体己二酸：HOOC(CH2)4COOH己二胺：NH2(CH2)6NH28CH2=CHCl氯乙烯1）单体（Monomer）：合成聚合物的低分子量原料CH2=CH苯乙烯CH2CH2）重复结构单元（RepeatingStructureUnit）：大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元，可简称重复单

5、元，又可称链节（ChainElement）聚氯乙烯的重复单元重复单元的特点：以单体结构为基础Cl在聚合物链中重复出现尼龙-66的重复单元NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO9结构单元Case1：聚合物由二种单体缩聚而生成。如：H2N(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOHH--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH+(2n-1)H2On重复单元结构单元3）结构单元（StructureUnit）：单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素组成相同，也可以不同

6、。1011重复单元（链节）≠结构单元本例特点：因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复结构单元。4）单体单元（MonomerUnit）：单体分子通过聚合反应形成的元素组成与单体完全相同的结构单元。因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作DP12H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OHn5）聚合度（DegreeofPolymerization）：聚合物分子量大小的一个指

7、标，在聚合物的分子结构式中以n表示，也称为链节数。有两种表示方法：Xn=⋅(M10+M20)Xn=2DP=2nXn2M=DP⋅M0=Xn1⋅M10+Xn2M20本例中，因两种结构单元构成了一个重复结构单元，所以聚合物的分子量（MolecularWeight）：式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20分别为两种结构单元的“分子量”，且M0=M10+M201314Case2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：CH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnCH2CH重复单

8、元(链节)＝结构单元＝单体单元式中，M0为重复单元(或结构单元)的分子量，也就是单体的分子量。DP=Xn=nM=DP⋅M0=Xn⋅M0CH2CHnCase3：聚合物由一种单体聚合而生成，但重复单元的元素组成与单体的元素组成不同。如：重复单元（链节）＝结构单元≠单体单元注意：式中，M0是重复单元（或结构单元）的“分子量”，而不是单体的分子量15D