北京化工大学高分子化学讲义-教学文案
北京化工大学高分子
化学讲义-
教学参考书
1、《高分子化学的理论和应用进展》（研究生）
—金关泰教授主编。
— 1995年由中国石化出版社出版。
—由北京化工大学、清华大学、浙江大学、中科院化学所等十个单位的十余位专家和教授分工撰写。
—按基础理论、应用研究和开发研究三个层次展开，内容依次包括“聚合理论的进展”、“聚合新技术”、“高
分子新材料”三部分，涉及80年代到90年代初期高分子化学各领域的进展。
—徐僖院士为该书作序，称该书“可视为国外《 Comprehensive Polymer Science 》丛书的补充。”
2、《海外高分子科学的新进展》（研究生）
—何天白、胡汉杰编
— 1997年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工业出版社出版
—特点：该书由13位在国际高分子学术界崭露头角的留学海外的中国学者为第一作者领衔撰写，介绍了各
人所从事研究领域的最新成果。内容既包括高分子合成、高分子物理和高分子成型，又有研究方法和新材料，在某种程度上反映了高分子科学的发展新趋势。
3、《高分子化学》（研究生）
—周其凤、胡汉杰主编
—2000年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工业出版社出版《跨世纪的高分子科学》丛书第四分册
—特点：该书由近年来在国内高分子化学领域做出卓有成效的中青年科学家领衔撰写，介绍了各人所从事研究领域的最新成果。在某种程度上反映了国内高分子科学的发展新趋势。
4、《高分子合成新技术》（研究生）
—王建国（同济大学）编著
— 2004年化学工业出版社出版。
—作者为硕士研究生开设“高分子化学进展”课所编写的教材。
—特点：包括了20世纪以来高分子化学领域中出现的一些重要的新聚合机理和新聚合技术。
作为一本教材，
对20世纪80-90年代比较成熟的新发展进行了较为系统的介绍。
第一章绪论
第一节高分子材料与高分子化学
一、高分子材料
材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，而材料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。
例：丝织品-长沙长沙马王堆汉墓
碳纤维-美B-2轰炸机
例：CPU制作材料
目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种情况：
（1）原子水平的材料技术：用原子做基本材料（载体材料可多样），通过原子组合排列实现二进制逻辑计算，可使计算机超小型化。目前问题：组合排列的稳定性。
（2）生物学DNA技术：用生物基因做基本材料，用基因密码组合实现二进制逻辑计算，可使计算机智能化。目前问题：提高速度。
（3）巴基球技术：在巴基球条件下，碳分子成为导体，性能比现有任何计算机材料好，且三维方向可控，一方面材料俯拾即是，另一方面三维可控将提供更新的逻辑数学方式，对软件制作模式有重大影响。
目前问题：载体稳定性。
定义：以高分子化合物为基本组分的材料。
分类：按来源分类：天然高分子、合成高分子；
按性能分类：通用高分子、功能高分子；
按主链结构分类：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子；
按分子链形状分类：线型高分子、梳型高分子、梯型高分子、树枝状高分子……
通用高分子材料：做为结构材料，主要使用材料的机械力学性能。
塑料：在一定温度和压力下可塑制成型的高分子材料。
通用塑料：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、易加工成型；PE、PP、PVC、PS，占全部塑料80% 。
工程塑料：优良机械性能、耐热性、尺寸稳定性；ABS、聚甲醛、聚酰胺。
橡胶：在外力作用下，产生大的形变，外力撤掉后，形变可恢复的高分子材料，又称弹性体材料。
通用橡胶：SBR、BR、EPR、IIR、NBR……
特种橡胶：耐高(低)温、耐油、高弹性等。硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶……
热塑性弹性体：SBS、SIS……
纤维：长径比很大，具有一定韧性的纤细状高分子材料。
通用纤维：尼龙、PET、PAN、PP、粘胶纤维、醋酸纤维……
特种纤维：Kevlar、碳纤维……
复合材料：由两种或多种物理、化学性质不同的材料组合后具有复合效应的多相固体材料。一般以一种
材料为基体，另一种材料为增强体组合而成。
碳化硅纤维增强铝，比铝轻10%，强度高10%刚性高一倍，更优的耐热性、化学稳定性和高温抗氧化性。用于汽车、飞机部件。
功能高分子材料：主要使用材料的各种物理和化学特性，在电子、激光、能源、通讯等方面起关键作用。
功能性能：在一定条件下和一定限度内对材料施加某种作用，如：力、热、光、电、磁、声等，材料通
过“物理效应”、“化学效应”、“生物效应”，将这种作用转换为另一种形式功能的性质。
··从发展看，到二十一世纪，金属材料、聚合物、无机非金属材料、复合材料将出现四大类工程材料平分秋色的局面。
··原料资源丰富，价格低廉，综合利用性好具有各种优异性能，如密度低、耐腐蚀、易加工成型等，生产能耗低、投资少、周期短、利润高。
··美国认为，在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中，先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用，并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。
··在国民经济的发展中：高分子科学与国民经济密切相关，为其发展提供了广泛的社会需求。
塑料生产成倍增长，在机电仪表、电子电器、汽车等行业正大量代替钢铁。
合成橡胶的产量早已大大超过天然橡胶，占橡胶总消耗量的2/3~3/4。
合成纤维在民用领域占一半以上份额，在工业领域几乎取代了天然纤维。
各种功能高分子则在不同领域发挥着不可取代的作用。
··在科学的整体发展中：高分子科学处于多种学科的交汇点上，为其发展提供了良好的学科环境。
··对新一代材料的主要要求：
a. 既是结构材料又具有多种功能的材料；
b. 具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料；
c. 制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；
d 充分利用自然资源，能循环作用的可再生性材料；
e. 少维修或不维修的长寿命材料。
二、高分子科学
高分子科学：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。包括高分子化学、高分子物理、高分子工程几个领域。
高分子化学：高分子科学的基础。主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任
务。
高分子物理：高分子科学的理论基础，主要研究高分子及其聚集态的结构、性能、表征以及结构与性能结构与外场力的影响之间的相互关系，指导高分子化合物的分
子设计和高聚物作为材料的合理使用。
高分子工程：研究涉及聚合反应工程、高分子成型工艺及相应的理论、方法的研究，为高分子科学与高分子工业间的衔接点。
3、高分子科学的知识框架
无机化学分析化学
三、高分子科学的发展历史
1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用
高分子工业：公元前，蛋白质、淀粉、棉毛丝麻、造纸、油漆、虫胶等
高分子科学：1833年，Berzelius 提出“Polymer”一词，指以共价键、非共价键联结的聚集体2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性
高分子工业：天然橡胶硫化（1838 C.N.Goodyear）；硝化纤维（1845 C.F.Schobein）；硝化纤维塑料（1868
J.W.Hyatt）；建成最早的人造丝工厂（1889）；英国建成年产1000t粘胶纤维工厂（1900）
高分子科学：提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子（1870）；确定天然橡胶干馏产物异戊二烯结构式
（1892 W.A.Tilden）；
3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期
高分子工业：酚醛树脂（1907 L.Backeland）；丁钠橡胶（1911）；醋酸纤维和塑料（1914）；醋酸乙烯工业
化（1925）；聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯（1928）
高分子科学：提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构（1902）；提出分子胶体概念（1907 W.Ostwold）；
提出“共价键联结的大分子” 之现代高分子概念（1920 H.Staudinger）
4、二十世纪30~40年代：高分子工业和科学的创立时期
高分子工业：塑料：PVC（1931）、PS（1934）、LDPE（1939）、ABS（1948）橡胶：氯丁橡胶（1931）、丁基橡胶（1940）、丁苯橡胶（1940）
纤维：PVC纤维（1931）、尼龙-66（1938）、PET（1941）、尼龙-6（1943）、维纶（1948）、
PAN（1950）
高分子科学：《高分子有机化合物》出版（1932 H.Staudinger）；建立缩聚反应理论
（1929~40
W.H.Carthorse, P.J.Floury）；建立橡胶弹性理论（1932~38 W.Kuhn, K.H.Mayer）；链式聚
合反应和共聚合理论（1935~48 H.Mark, F.R.Mayo, et al）；高分子溶液理论（1942~49 P.J.Flory, M.L.Huggins, et al）；乳液聚合理论（40年代 Harkin-Smith-Ewart）
5、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期
高分子工业：HDPE （1953~55）、PP（1955~57）、BR（1959）、PC（1957）；石油化工产品的80%用于高
分子工业；塑料以两倍于钢铁的速率增长（12~15% / 年）
高分子科学：催化剂和配位阴离子聚合（1953~56 Ziegler-Natta）；阴离子活性聚合（50年代Szwarc）；阳
离子聚合（Kennedy）；获得聚乙烯单晶（1957 A.Keller）
6、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期
高分子工业：通用塑料：PE、PP、PVC、PS（80%）/ PF、UF、PU、UP（20%）工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、
合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶
合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon
高分子科学：各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：高分辨率NMR（1960）；GPC的使用（1964）；
7、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期
高分子工业：生产的高效化、自动化、大型化：塑料~6000万t、橡胶~700万t、化纤~6000万t；高分子合金，
如HIPS；高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料
高分子科学：导电高分子（1971~78 白川英树等）；Kevlar 纤维（1973）；
8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化
高分子工业：80年代初，三大合成材料产量超过10亿t，其中塑料8500万t，以体积计超过钢铁的产量；精
细高分子、功能高分子、生物医学高分子
高分子科学：提出分子设计概念；基团转移聚合（1983 O.W.Webster）；原子（基团）转移自由基聚合
（1994 王锦山）。
四、推动高分子科学发展的动力
1、科学的发现
— 1833年，Berzius在对鲸油的热镏油的分镏产物时，首次提出“要描述这种组成相同但性质相异的物质，我
建议称为Polymer（聚合的）物质”。
— 1892年，Tilden对天然橡胶裂解成分进行分离、分析，确定了异戊二烯结构式。
— 1904年，Green针对纤维素是由小分子堆集而成，还是由糖基通过共价键联结而成的讨论，提出“纤维”物
理性质显示出纤维素是高分子量的物质”。
— 1907年，Ostwald提出分子胶体概念，并于1920年出版《胶体化学》。
— 1920年，Staudinger发表《论聚合》，提出无论天然或合成高分子，其形态和特性都可以由具有共价键连
接的链式高分子结构来解释。
— 1924年，Svedberg发明出超速离心机，用于血红蛋白分子量的测定。
— 1932年，Staudinger发表《高分子有机化合物》，现代高分子概念获得公认。
— Svedberg于1926年、 Staudinger于1953年获诺贝尔化学奖。
在高分子科学方面获诺贝尔化学奖的科学家
（1）T.Svedberg（1884-1971）1926年因发明高速离心机并用于高分散胶体化学研究获诺贝尔化学奖
（2）H.Staudinger（1881-1965）1953年因“链状大分子物质的发现”获诺贝尔化学奖
（3）K.Ziegler（1898-1973）、G.Natta（1903-1979）1963年因“在高分子合成和工艺领域中的重大发现”共同
获诺贝尔化学奖
（4）P.J.Flory (1910-1985) 1974年因在长链分子物理化学性质方面的研究获奖
（5）P.G.de Geenes (1932-) 1991年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特
别是推广到液晶和聚合物的研究中获诺贝尔物理奖
（6）Alan.G.MacDiarmid(1927-)、Alan.J.Heeger(1936-)、白川英树（1936-）2000年因在导电聚合物领域
的开创性工作共同获奖
（7）库尔特.维特里希(1938-)、约翰.芬恩(1917-)、田中耕一（1959-）2002年因在生物大分子研究领域的
贡献而获奖
伟人的足迹—高分子化学发展展望
2、人类的需求：美国乳聚丁苯橡胶的开发
* 二次世界大战中珍珠港事件后，美国天然橡胶来源中断
* 1942.8 罗斯福任命 B.M.Baruch（金融家）J.B.Conat（哈佛大学校长、化学家）https://www.360docs.net/doc/9914286309.html,pton （麻省理工大
学校长、物理学家）组成橡胶调查委员会。
* 1942.9 委员会提出报告：“…如果不能保证迅速提供大量的橡胶，那么我们的战争力量和国内经济两者都
会破产，因此，橡胶升级为最紧急的问题。”
* 美国政府投资7亿美元，利用德国技术，两年内建起51个生产原料和橡胶的工厂，成为仅次于发展原子弹“曼
哈顿工程”的第二大工程。
五、中国高分子科学的发展
1、理论研究
中国的高分子研究起步于二十世纪50年代，做出杰出贡献的有：
—王葆仁先生：在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培养了一大批学科骨干。
—冯新德先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研究，并开创了国内医用高分子研究领域。
—钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。
—何炳林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究和应用研究相结合推动产业发展方面做出了富有成果的尝试。
—钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。
—唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论研究方面开创了一个重要领域。
—徐僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型科学基础研究的发展起了重要奠基的推动作用。
2、工业发展
新中国成立时，合成树脂的总产量不到200t，合成橡胶与合成纤维均为空白。
自主开发： 50年代–大型聚氯乙烯树脂工厂； 70年代–大型顺丁橡胶工厂；
80年代–适应于高速纺丝的聚丙烯； 90年代–大型热塑性弹性体SBS工厂引进技术（至90年）：
橡胶品种 4 个：氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯胶乳生产能力18万t/a
纤维品种 5 个：尼龙-6、尼龙-66、聚酯、聚丙烯腈、维尼纶生产能力158万t/a
塑料品种10个：PS、HIPS、LDPE、HDPE、LLDPE等生产能力201万t/a 中国顺丁橡胶的开发
3、研究队伍
科学院院士12人、工程院院士4人、高级研究人员约2000人、总人数约1.5万人。其中30%从事基础研究，70%从事应用研究；从事高分子化学研究占65%，高分子物理研究占25%，高分子工程研究占10%。
第二节高分子化学进展
一、高分子概念的扩大
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。
··分子量范围大为拓宽
高分子化学课程考试大纲
《高分子化学》课程考试大纲 （四年制本科） 课程编号：03021203 课程性质：专业限选课 使用专业：应用化学 开设学期：第五学期 考核方式：考试或考查 一、课程考核目的 促进学生认真复习巩固所学的知识，通过本课程的考核，了解学生掌握高分子化学的基础知识和基本原理、基础理论的情况；检验学生灵活运用所学知识、综合分析和解决问题的能力、进一步自学文献书刊的能力。 二、学时数及分配 本课程总学时为45（15周，周课时3）， 三、教材与主要参考书 教材 1、潘才元，《高分子化学》，中国科技大学出版社，1997 主要参考书 1、潘祖仁(浙大),《高分子化学（第二版）》,化工出版社，1997 2、《高分子化学》林尚安编，科学出版社 3、《聚合物化学导论》[美国] R.B.西摩著，新时代出版社 4、《Principles of Polymerization》Georgn Odian
5、《高分子科学简明教程》夏炎主编，科学出版社 6、《高分子化学的理论及应用进展》金关泰主编，中国石化出版社 7、《Macromalecules》Hans-Georg Elias 四、考核的知识点与考核目标 本考试大纲根据上饶师范学院《高分子化学》课程教学大纲的教学要求，以四年制本科人才培养规格为目标，按照高分子化学学科的理论知识体系，提出了考核的知识点和考核的目标。考核目标分为三个层次；了解、理解（或熟悉）、掌握（或会、能），三个层次依次提高。 第一章绪论 考核知识点 1、高分子化合物的基本概念、分类及命名原则； 2、聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念； 3、聚合物的物理状态和主要性能；高分子科学及其工业发展历史和前景。 考核要求 1、了解聚合物的物理状态和主要性能； 2、了解高分子科学及其工业发展历史和前景； 3、掌握高分子化合物的基本概念、分类及命名原则； 4、掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念。 第二章自由基聚合反应 考核知识点 1、连锁聚合的单体； 2、自由基聚合机理；
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教学参考书 1、《高分子化学的理论和应用进展》（研究生） —金关泰教授主编。 — 1995年由中国石化出版社出版。 —由北京化工大学、清华大学、浙江大学、中科院化学所等十个单位的十余位专家和教授分工撰写。 —按基础理论、应用研究和开发研究三个层次展开，内容依次包括“聚合理论的进展”、“聚合新技术”、“高分子新材料”三部分，涉及80年代到90年代初期高分子化学各领域的进展。 —徐僖院士为该书作序，称该书“可视为国外《 Comprehensive Polymer Science 》丛书的补充。” 2、《海外高分子科学的新进展》（研究生） —何天白、胡汉杰编 — 1997年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工业出版社出版 —特点：该书由13位在国际高分子学术界崭露头角的留学海外的中国学者为第一作者领衔撰写，介绍了各人所从事研究领域的最新成果。内容既包括高分子合成、高分子物理和高分子成型，又有研究方法和新材料，在某种程度上反映了高分子科学的发展新趋势。 3、《高分子化学》（研究生） —周其凤、胡汉杰主编 —2000年，由中国国家自然科学基金委员会资助、化学工业出版社出版《跨世纪的高分子科学》丛书第四分册 —特点：该书由近年来在国内高分子化学领域做出卓有成效的中青年科学家领衔撰写，介绍了各人所从事研究领域的最新成果。在某种程度上反映了国内高分子科学的发展新趋势。 4、《高分子合成新技术》（研究生） —王建国（同济大学）编著 — 2004年化学工业出版社出版。 —作者为硕士研究生开设“高分子化学进展”课所编写的教材。 —特点：包括了20世纪以来高分子化学领域中出现的一些重要的新聚合机理和新聚合技术。作为一本教材， 对20世纪80-90年代比较成熟的新发展进行了较为系统的介绍。 第一章绪论 第一节高分子材料与高分子化学 一、高分子材料 材料是人类生活和生产必需的基础，也是人类文明的物质基础，（必须要知道的）。而材料的使用与一个历史时期内生产力和科学技术水平密切相关。一个国家材料的品种和产量是直接衡量一个国家的科学技术、经济发展水平的重要标志之一。 例：丝织品-长沙长沙马王堆汉墓 碳纤维-美B-2轰炸机 例：CPU制作材料 目前的CPU材料主要以半导体和超半导体技术为主。现有三种材料有可能改变这种
高分子化学授课教案
授课教案 第一次课 第一章绪论 第一节高分子化学的基本概念 高分子化合物结构，分子量，结构单元，重复单元，聚合度 第二节聚合物的分类与命名 按性质和用途，按主链结构，按组成的变化分类，根据原料单体命名，商 品名称和英文缩写 作业： 1 第二次课 第一章绪论 第三节聚合物的分子量及其分布 平均分子量的意义：数均分子量，重均分子量，粘均分子量，分布曲线。 多分散性和分子量分布 第四节高分子链的结构形态 作业：2，3，4 第三次课 第二章自由基聚合反应 第一节概述 单体取代基的电子效应对聚合反应种类的影响。 第二节自由基聚合的聚烯烃 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯烯腈、聚乙酸乙烯酯和聚四氟乙烯的性能及应用。 第三节自由基聚合反应机理 链引发、链增长、链终止、链转移和阻聚。 作业：2 第四次课 第二章自由基聚合反应 第四节引发剂和引发作用
引发剂；引发剂的分解速率、半衰期和引发效率；诱导效应和 笼蔽效应 作业：4，9 第五次课 第二章自由基聚合反应 第五节自由基聚合反应动力学 自由基聚合速率方程的推导；温度对聚合反应速率的影响；自 动加速作用 作业：6，10 第六次课 第二章自由基聚合反应 第六节平均聚合度和链转移 动力学链长和聚合度；温度对聚合度的影响；链转移和平 均聚合度；向大分子的转移。 第七节聚合反应的单体 单体的聚合能力；单体结构和聚合物结构。 作业：11，12，13，14 第七次课 第二章自由基聚合反应 第八节阻聚剂和阻聚作用 阻聚剂和缓聚剂；烯丙基单体的自动阻聚作用。 第九节聚合反应实施方法 本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合。 作业：17，18，19 第八次课 第三章离子聚合反应 第一节正离子聚合和聚异丁烯 正离子聚合的烯类聚合物；催化剂和共催化剂；溶剂；正
高分子化学第五章答案
思考题聚合方法(过程)中有许多名称，如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合，均相聚合和非均相聚合，沉淀聚合和淤浆聚合，试说明它们相互问的区别和关系。 答聚合方法有不同的分类方法，如下表： 溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。 按聚合体系的溶解性进行分类，聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时，聚合为均相聚合；当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合，则为非均相聚合。 聚合初始，本体聚合和溶液聚合多属于均相体系，悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合；如单体和聚合物完全互溶，则该本体聚合为均相聚合；当单体对聚合物的溶解性不好，聚合物从单体中析出，此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合；溶液聚合中，聚合物不溶于溶剂从而沉析出来，就成为沉淀聚合，有时称作淤浆聚合。 思考题本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，比较过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品品质。 答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生，保证产品品质，将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。①预聚合。在90-95℃下进行，预聚至10％～20％转化率，自动加速效应刚开始较弱，反应容易控制，但体积已经部分收缩，体系有一定的黏度，便于灌模。②聚合。将预聚物灌入无机玻璃平板模，在(40-50℃)下聚合至转化率90％。低温(40～50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃)，在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。③高温后处理。转化率达90％以后，在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100～120℃)下，使残留单体充分聚合，通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。其散热问题可由预聚和聚合两段来克服。苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂，聚苯乙烯本体聚合时出现自动加速较晚。因此预聚时聚合温度为80～90℃，转化率控制在30％～35％，此时未出现自动加速效应，该阶段的聚合温度和转化率均较低，体系黏度较低，有利于聚合热的排除。后聚合阶段可在聚合塔中完成，塔顶温度为100℃，塔底温度为200℃，从塔顶至塔底温度逐渐升高，目的在于逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体，最终转化率在99％以上。 思考题溶液聚合多用离子聚合和配位聚合，而较少用自由基聚合，为什么? 答离子聚合和配位聚合的引发剂容易被水、醇、二氧化碳等含氧化合物所破坏，因此不得不采用有机溶剂进行溶液聚合。 溶液聚合可以降低聚合体系的黏度，改善混合和传热、温度易控、减弱凝胶效应，可避免局部过热。但是溶液聚合也有很多缺点：①单体浓度较低，聚合速度慢，设备生产能力低；②单体浓度低，加上向溶剂的链转移反应，使聚合物的分子量较低；③溶剂分离回收费高，难以除尽聚合物中的残留溶剂。因此溶液聚合多用于聚合物溶液直接使用的场合。 思考题悬浮聚合和微悬浮聚合在分散剂选用、产品颗粒特性上有何不同?
高分子化学试题
高分子化学试题 一、名词解释 第一章绪论（Introduction） 高分子化合物（High Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。 单体（Monomer）：合成聚合物所用的-低分子的原料。如聚氯乙烯的单体为氯乙烯 重复单元（Repeating Unit）：在聚合物的大分子链上重复出现的、组成相同的最小基本单元。 结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。 单体单元（Monomer Unit）：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。 聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值。 聚合物分子量（Molecular Weight of Polymer）：重复单元的分子量与重复单元数的乘积；或结构单元数与结构单元分子量的乘积。 数均分子量(Number-average Molecular Weight)：聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。 重均分子量（Weight-average Molecular Weight）：聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。 粘均分子量（Viscosity-average Molecular Weight）：用粘度法测得的聚合物的分子量。 分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。 多分散性（Polydispersity）：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。 分布指数(Distribution Index) ：重均分子量与数均分子量的比值，用来表征分子量分布的宽度或多分散性。 连锁聚合（Chain Polymerization）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合（Step Polymerization）：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应（Addition Polymerization）：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应（Condensation Polymerization）：即缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。 塑料（Plastics）：具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。 橡胶（Rubber）：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低，分子量往往很大，大于几十万。 纤维（Fiber）聚合物经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝，形成纤维。纤维具有弹性模量大，受力时形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。
第四版《高分子化学》思考题课后答案_潘祖仁教学文案
第四版习题答案 （第一章）思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子DP=n 特征
中北大学高分子化学课程试题答案
中北大学高分子化学课程试题答案 试题编号： 01 (A ) 课程代号： 2040301 课程学时： 56 一、基本概念题（共15分,每题3分） ⒈聚合物的化学反应 天然聚合物或由单体经聚合反应合成的聚合物为一级聚合物,若其侧基或端基为反应性基团,则在适当的条件下可发生化学反应,从而形成新的聚合物(为二级聚合物),由一级聚合物变为二级聚合物的 化学反应，谓之。 ⒉缩聚反应 含有两个或两个以上官能团的低分子化合物,在官能团之间发生反应, 缩去小分子的同时生成高聚物的可逆平衡反应，谓之。 ⒊乳化作用 某些物质能降低水的表面张力，能形成胶束，胶束中能增溶单体，对单体液滴有保护作用，能使单 体和水组成的分散体系成为稳定的难以分层的乳液，这种作用谓之。 ⒋动力学链长 一个活性中心，从引发开始到真正终止为止，所消耗的单体数目，谓之。 ⒌引发剂半衰期 引发剂浓度分解至起始浓度的一半所需的时间，谓之。 二、填空题（共20分,每空1分） ⒈自由聚合的方法有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。 ⒉逐步聚合的方法有熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚和固相缩聚等。 ⒊聚氨酯大分子中有氨基甲酸酯基、异氰酸酯基、脲基甲酸酯基和缩二脲 基等基团。 ⒋聚合反应按反应机理可分为连锁聚合、逐步聚合、开环聚合和聚合物的 化学反应。 ⒌聚合物按大分子主链的化学组成可分碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物和无 机聚合物。 三、简答题（共20分每题5分） ⒈乳液聚合的特点是什么? ⑴以水为介质价廉安全,乳液聚合中聚合物的相对分子质量可以很高,但体系的粘度可以很低,故有利于传热,搅拌和物料输送,便于连续操作。 ⑵聚合物胶乳可以作为粘合剂、涂料或表面处理剂等直接利用。 ⑶用于固体聚合物时需要加电解质破乳、水洗和干燥等工序，工艺过程较复杂，生产成本较 悬浮聚合高。 ⑷乳液聚合体系中基本上消除了自动加速成现象；乳液聚合的聚合速率可以很高，聚合物的 相对分子质量也很高。 ⑸产品中的乳化剂难以除净，影响聚合物的电性能。 ⒉乙烯进行自由基聚合时，为什么得到低密度PE？写出产生长支链和短支链有关的化学反应 方程式？ 原因：乙烯高温、高压自由基聚合时，聚乙烯链自由基向聚乙烯大分子的转移反应不能忽略， 链转移的结果使聚乙烯大分子产生长支链和C2～C4短支链。
高分子材料课程教学大纲
高分子材料课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：高分子材料 所属专业：材料化学 课程性质：必修 学分：2 （二）课程简介、目标与任务； 课程简介：高分子材料是材料科学与工程科学科的一个重要组成部分，课程以聚合物材料为研究对象，从材料学基本知识为基础，结合高分子材料自身的特点，结合高分子材料的各类助剂，主要讲述了各类高分子材料的特征、物理性质（如力，电，摩擦学等性质）及应用领域；此外，也介绍了各类功能高分子材料的制备及主要品种，应用范围及其加工工艺。 目标与任务：本课程是针对材料化学专业开设的一门必修课。通过对本课程的学习，使学生掌握高分子材料结构，合成和性能三者之间的关系，了解主要高分子材料及其应用，并进一步掌握当今高分子材料的研究及发展现状，开阔视野，拓宽知识面。本课程以课堂讲述为主，辅以资料查阅文献调研及习题解答。 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 高分子材料这门课以高分子导论为基础，某些章节与高分子导论有紧密的联系，应课程要求，需要具备化学合成及高分子物理方面的基础知识。 （四）教材与主要参考书。 教材： 《高分子材料导论》主编：张留成化学工业出版社2007 主要参考书目： 1.《高分子材料》第二版，贾红兵，宋晔，杭祖圣，南京大学出版社，2013 2.《高分子科学教程》主编：韩哲文华东理工大学出版社2001 3.《高分子化学与物理教程》主编：赫立新、潘炯玺化学工业出版社1997 4.《高聚物结构、性能与测试》主编：焦剑、雷渭媛化学工业出版社2003 5.《高分子化学》主编：潘祖仁化学工业出版社第四版 6.Hall C. Polymer Materials. The Macmillan press LTD. 1981. 二、课程内容与安排 第一章高分子材料概述 第一节材料科学及其发展现状 第二节高分子材料的基本概念的命名和分类
高分子化学_余木火_第一章 绪论习题
第一章绪论_习题 1、下列物质哪些是高聚物？ （1）水（2）木材（3）肉 （4）棉花（5）橡胶轮胎（6）油漆 2、与低分子化合物相比，高分子化合物有什么特征？ 3、高聚物常用的分子量有哪几种？解释它们的含义，并说明它们分别由什么方法测定。 4、设聚合物样品中含有各1moL的103、104、105分子量的组分，计算聚合物的四种平均分子量，并比较它们的大小。 5、有下列所示三成分组成的混合体系： 成分1：重量分数=0.5，相对分子质量=1×104 成分2：重量分数=0.4，相对分子质量=1×105 成分3：重量分数=0.1，相对分子质量=1×106 求这个混合体系的数均分子质量和重均分子质量及分子质量分布宽度指数。 6、聚合度和分子量间有什么关系？计算中对不同聚合反应类型的聚合物应注意什么？试举例加以说明。 7、试写出下列单体形成链状高分子的重复单元的化学结构。 (1) α-甲基苯乙烯 (2) 偏二氰基乙烯 (3) α-氰基丙烯酸甲酯 (4) 双酚A＋环氧氯丙烷 (5) 对苯二甲酸＋丁二醇 (6) 己二胺＋己二酸 8、写出合成下列聚合物的单体和反应式。 （1）涤纶（2）尼龙－66 （3）聚丙烯腈（4）天然橡胶 （5）丁苯橡胶（6）聚甲醛 （7）聚苯醚（8）聚四氟乙烯 （9）聚二甲基硅氧烷（10）聚氨酯 （11）聚对苯二甲酰对苯二胺 9、写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称。
（1）CH 2=CHF （2）CH2=C(CH 3 ) 2 （3）HO－(CH 2) 5 －COOH （4） （5）NH 2(CH 2 ) 10 NH 2 +HOOC(CH 2 ) 8 COOH （6）CH 2=C(CH 3 )－CH=CH 2 10、写出下列聚合物的名称、单体和合成反应式。 11、怎样用实验区别无定型聚合物、结晶聚合物和交联聚合物？ 12、举例说明橡胶、纤维、塑料间结构－性能的差别和联系。 13、高分子化学结构的多重性包括哪些方面？分别说明。 第二章逐步聚合反应_习题 1、写出用下列单体合成聚合物的化学反应方程式，并命名反应物和产物。 （1） （2）
高分子化学 第三章教学教材
高分子化学第三章
第三章参考答案 2.下列烯类单体适于何种机理聚合？自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚 合？并说明理由。 解： ①.氯乙烯，适于自由基聚合。Cl -是吸电子基团，有共轭效应，但均较弱 ②.偏二氯乙烯，适于自由基聚合，但也可进行阴离子聚合。两个Cl -原子的共同作用使其可进行两种聚合。 ③.丙稀腈，适于自由基聚合和阴离子聚合。CN -基是强吸电子基团，并有共轭效应。
④. 2-腈基丙稀腈，适于阴离子聚合。两个CN -基的吸电子基团倾向过 强，只能阴离子聚合。 ⑤. 丙稀，由于烯丙基效应，使其易向单体转移，不能进行自由基聚 合。一般采取配位聚合的方式合成聚合物。 ⑥. 异丁烯，适于阳离子聚合。3CH -是供电子基团，且与双键有超共轭 效应，而且两个3CH -的共同作用，使其可以阳离子聚合。 ⑦. 苯乙烯，适于自由基聚合，阳离子和阴离子聚合。因为共轭体系π电 子容易极化并易流动。 ⑧. 四氟乙烯，适于自由基聚合。F -原子体积小，结构对称。 ⑨. 2-腈基丙烯酸酯，适于阴离子聚合和自由基聚合。CN -基和COOR -两个吸电子基团使其易于阴离子聚合，同时又具有共轭效应，可进行自由基聚合。 ⑩. 异戊二烯，适于自由基聚合，阳离子和阴离子聚合。因为共轭体系π 电子容易极化并易流动。 3. 判断下列烯类能否进行自由基聚合，并说明理由。 解： ①. CH 2=C(C 6H 5)2 偏二苯乙烯，不能。因为二苯基的空间位阻过大，只 能形成二聚体。
②. ClHC=CHCl 1,2-二氯乙烯，不能。因为单体结构对称，1,2-二取 代又具有较大的空间位阻。 ③. CH 2=C(CH 3)C 2H 5 2-甲基丁烯，不能。由于双键上的电荷密度过大， 不利于自由基的进攻，且易转移生成稳定的烯丙基自由基。 ④. CH 3CH=CHCH 3 2-丁烯，不能。因为单体结构对称，空间位阻较 大，且易生成烯丙基自由基。 ⑤. CH 2=CHOCOCH 3 丙烯酸甲酯，能。酯基有弱的吸电子效应及共轭效 应。 ⑥. CH 2=C(CH 3)COOCH 3 甲基丙烯酸甲酯，能。1,1-二取代空间位阻 小，且酯基有共轭效应。 ⑦. CH 3CH==CHCOOCH 3 2-丁烯酸甲酯，不能。由于 1,2-二取代具有 较大的空间位阻。 ⑧. CF 2=CFCl 三氟氯乙烯，能。由于氟的原子半径小，位阻效应可以忽 略。 5. 是否所有的自由基都可以用来引发烯类单体聚合？试举活性不等自由基 3～4例，说明应用结果。（P.67） 不是。过于活波和过于稳定的自由基都不能引发烯类单体聚合。 只有活性适中的自由基才能引发单体聚合。例如：??3 CH H 和过于活波，易引起爆聚，很少在自由基聚合中应用；??256 RCH H C 和自由基都可
高分子化学第五章答案
第五章聚合方法 思考题聚合方法(过程)中有许多名称，如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合，均相聚合和非均相聚合，沉淀聚合和淤浆聚合，试说明它们相互问的区别和关系。 答聚合方法有不同的分类方法，如下表： $ 按聚合体系中反应物的相态考虑，本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。 按聚合体系的溶解性进行分类，聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时，聚合为均相聚合；当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合，则为非均相聚合。 聚合初始，本体聚合和溶液聚合多属于均相体系，悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合；如单体和聚合物完全互溶，则该本体聚合为均相聚合；当单体对聚合物的溶解性不好，聚合物从单体中析出，此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合；溶液聚合中，聚合物不溶于溶剂从而沉析出来，就成为沉淀聚合，有时称作淤浆聚合。 思考题本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯，比较过程特征，说明如何解决传热问题、保证产品品质。 答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生，保证产品品质，将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。①预聚合。在90-95℃下进行，预聚至10％～20％转化率，自动加速效应刚开始较弱，反应容易控制，但体积已经部分收缩，体系有一定的黏度，便于灌模。②聚合。将预聚物灌入无机玻璃平板模，在(40-50℃)下聚合至转化率90％。低温(40～50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃)，在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。③高温后处理。转化率达90％以后，在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100～120℃)下，使残留单体充分聚合，通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。其散热问题可由预聚和聚合两段来克服。苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂，聚苯乙烯本体聚合时出现自动加速较晚。因此预聚时聚合温度为80～90℃，转化率控制在30％～35％，此时未出现自动加速效应，该阶段的聚合温度和转化率均较低，体系黏度较低，有利于聚合热的排除。后聚合阶段可在聚合塔中完成，塔顶温度为100℃，塔底温度为200℃，从塔顶至塔底温度逐渐升高，目的在于逐渐提高单体转化率，尽量使单体完全转化，减少残余单体，最终转化率在99％以上。 思考题溶液聚合多用离子聚合和配位聚合，而较少用自由基聚合，为什么] 答离子聚合和配位聚合的引发剂容易被水、醇、二氧化碳等含氧化合物所破坏，因此不得不采用有机溶剂进行溶液聚合。 溶液聚合可以降低聚合体系的黏度，改善混合和传热、温度易控、减弱凝胶效应，可
《高分子材料化学》教学大纲
《高分子材料化学》教学大纲 课程编号： 总学时：16H（理论教学16H） 学分：1 基本面向：生物工程、制药工程、化学工程与工艺专业 所属单位：化工系 一、本课程的目的、性质及任务 本课程属工程学科，是化工类及相近专业的选修课。 通过本课程的学习，使学生掌握重要高分子材料的合成原理、聚合方法与工艺原理、性能特点、应用及使用等基本知识，为学生从事高分子材料的研究与开发工作奠定坚实的基础。 二、本课程的基本要求 （一）熟悉高分子材料的制备工艺结构，了解高分子材料的概况和发展方向；（二）能够运用高化及相关知识进行设计出高分子材料的合成工艺。 三、本课程与其它课程的关系 先修课程：无机化学、有机化学，达到教学大纲要求。 四、本课程的教学内容 第一章绪论 （一）高分子材料的基本概念 （二）高分子材料的命名和分类 （三）高分子材料的战略地位和发展趋势 第二章高分子材料合成原理及方法 （一）引言 （二）自由基聚合反应 （三）阳离子型聚合反应 （四）阴离子型聚合反应 （五）配位聚合 （六）逐步聚合反应
（七）共聚合反应 （八）高分子材料的合成方法 第三章高分子的链结构和凝聚态结构（一）高分子链的近程结构 （二）高分子链的远程结构 （三）高分子材料凝聚态结构 第四章高分子材料的主要物理性能（一）高分子材料的分子运动、力学状态转变及热性能（二）高分子材料的高弹性和粘弹性 （三）高分子材料的力学性能 （四）高分子材料的性质及应用 （五）高分子液体的流变性 （六）高分子材料的电学性能 第五章通用高分子材料及加工工艺简介（一）热塑性和热固性塑料 （二）天然橡胶和合成橡胶 （三）天然纤维和合成纤维 （四）粘合剂及涂料 第六章功能高分子材料及新技术研究（一）电子功能高分子材料及电光技术研究 （二）医用功能高分子材料及卫生保健技术 （三）生物降解高分子材料及环境友好高分子材料 五、学时分配
高分子化学习题解分析
第一章绪论 一、习题 1.与低分子化合物比较，高分子化合物有何特征 解：与低分子化合物相比，高分子化合物有以下主要特征： (1)高分子化合物分子量很大，分子往往由许多相同的简单的结构单元通过共价键重复连接而成； (2)即使是一种“纯”的高分子化合物，它也是化学组成相同而分子量不等，结构不同的同系聚合物的混合物。它具有分子量和结构的多分散性； (3)高分子化合物的分子有几种运动单元； (4)高分子化合物的结构非常复杂，需用一次、二次和三次结构来描述它。一次结构是指一个大分子链中所包含的结构单元和相邻结构单元的立体排布。二次结构是指单个大分子链的构象或聚集态类型。三次结构是指形成复杂的高分子聚集体中大分子的排列情况。 2.何谓高分子化合物何谓高分子材料 解：高分子化合物是指由多种原子以相同的，多次重复的结构单元通过共价键连接起来的，分子量是104-106的大分子所组成的化合物。 高分子材料是指以高分子化合物为基本原料，加上适当助剂，经过一定加工制成的材料。 3.何谓高聚物何谓低聚物 解：物理化学性能不因分子量不同而变化的高分子化合物称为高聚物。反之，其物理和化学性能随分子量不同而变化的聚合物成为低聚物。但也有将分子量大于一万的聚合物称为高聚物，分子量小于一万的聚合物称为低聚物。 4.何谓重复单元、结构单元、单体单元、单体和聚合度 解：聚合物中化学组成相同的最小单位称为重复单元(又称重复结构单元或链节)。
构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原于组合称为结构单元。聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元称为单体单元。能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物称为单体。高分子链中重复单元的重复次数称为聚合度。 5.什么是三大合成材料写出三大合成材料中各主要品种的名称、单体聚合的反应式， 并指出它们分别属于连锁聚合还是逐步聚合。 解：三大合成材料是指合成塑料、合成纤维和合成橡胶。 (1)合成塑料的主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等。上述四种单体的聚合反应均属连锁聚合反应。 聚乙烯 CH nCH22CH2 n 聚丙稀nCH2 CH CH 2CH CH3n 聚氯乙烯 nCH2 CHCl CH2CHCl n 聚苯乙烯nCH 2 CHC6H2CHC6H5n 上述四种单体的聚合反应均属连锁聚合反应。 (2)合成纤维的主要品种有：涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、锦纶(尼龙-6和尼龙 -66)、腈纶(聚丙烯腈)。 涤纶 nHO CH22OH+nHOOC COOH H O CH22OC C OH+ 2n-1 H2O n O O 逐步聚合 尼龙－6 nNH CH2 5CO NH CH2 5CO n ○1用水作引发剂属于逐步聚合。○2用碱作引发剂属于连锁聚合。尼龙－66
高分子化学复习资料(整合全集)
一、填空题（20X1=20分） 1.聚合物的平均分子量的可以用 数均分子量 、 重均分子量 、 粘均分子量 和Z 均分子量等表示，而分子量分布可以则可以用 分子量分布指数 表示。 2 聚合物按主链元素的组成可以分为 碳链聚合物 、 杂链聚合物 和 元素有机聚合物 三类。 3. 按聚合物的在反应前后聚合度的变化情况，聚合物的化学反应可以分聚合度相似的转变、聚合度增加的转变 和 聚合度减少的转变 三类。 4. 连锁聚合反应包括 自由基聚合 、 阴离子聚合 、 阳离子聚合 和 配位聚合 等。 5. 按聚合物的分子链结构，逐步聚合反应可分为 线型逐步聚合 和 非线型逐步聚合 反应。 6.由聚合物制成的三大合成材料是指： 合成塑料、合成纤维和 合成橡胶 。 7.多分散系数是表征聚合物的多分散程度，也叫分子量分布（ , ），其计算公式为： 重均分子量/数均分子量 n w M M d 8.聚合物分类多种多样，根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的变化把聚合反应分为加聚反应和 缩聚反应 根据反应机理和动力学性质的同，分为连锁聚合反应和 逐步聚合 9. 自由基聚合反应的实施方法主要有：溶液聚合、 本体聚合 、
悬浮聚合和乳液聚合。而逐步聚合实施方法主要有熔融聚合、溶液聚合、界面缩聚。 10.自由基聚合的机理的特征为慢引发、快增长、有终止。阳离子聚合机理的特点可以总结为：快引发、快增长、易转移、难终止。阴离子聚合机理的特点是快引发、慢增长、无终止。 11.聚合物的平均分子量的可以用数均、重均、粘均和Z均分子量等表示，而分子量分布可以则可以用重均分子量/数均分子量表示。 12.对于线性逐步聚合反应，如果1，且忽略端基的质量，则聚 合度 分布系数 1 。 13.加热能使之塑化、成型交联固化后不能再塑化，工业上称这种聚合物为热固性树脂。 14.在均聚反应中，聚合速率、平均分子量、分子量分布是要研究的重要内容。在共聚合中，共聚物的组成和分布成为首要问题。 15.根据聚合度和基团的变化，聚合物化学反应可分为相似转变；聚合度变大的反应，如嵌段、交联、接枝、接枝；聚合度变小的反应，如降解、解聚。 16.单体结构与竞聚率之间有着密切的关系，单体对某一自由基反应的活性大小是由取代基得共轭效应和极性效应两者共同决定的。
高分子化学总结教学内容
名词解释 1：凝胶点：开始出现凝胶瞬间的反应程度。 2：凝胶效应：体系粘度增加所引起的自动加速现象。 3:诱导分解：链自由基向引发剂的转移反应，使引发剂效率降低。 4：动力学链长：每个活性中心自引发至终止平均消耗的单体分子数。 5：理想恒比共聚：当r1=r2=1时，无论配比和转化率如何，共聚物的组成和单体的组成完全相同，F1=f1时，共聚物组成的曲线为一对角线。 6：竞聚率：单体均聚和共聚链增长的速率常数之比。（用于表征两单体的相对活性） 7：官能度：一分子中能参与反应的官能团数。 8：反应程度：参与反应的集团数（N0-N）占起始基团数N0的百分数。 9：环氧值：100g树脂中含有的环氧基的摩尔数。 10：半衰期：引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间。 11：引发效率：引发剂分解生成的自由基中能用于引发聚合反应的百分数。 12：笼蔽效应：由于初级自由基受溶剂分子包围，限制了自由基的扩散，，导致初级自由基之间发生耦合或歧化终止，使引发率f降低的效应。 13：数钧聚合度：平均每个聚合物分子所包含的结构单元数。 14：Q,e概念：单体的共轭效应因子Q和极性效应因子e与单体竞聚率相关联的定量关联式。15：临界胶速浓度：乳化剂开始形成胶速的临界浓度。 问答题 1：什么是自动加速现象，产生的原因是什么？对聚合度及聚合反应产生怎样的影响？离子聚合中是否发生自动加速现象？ 答：①自动加速现象：单体和引发剂的浓度随着转化率的增加而降低后，聚合速率理应降低，但达一定转化率后，却出现了聚合反应速率增加的现象。 ②产生原因：随聚合反应的进行，体系粘度不断增大，当体系粘度增加到一定程度时，双基终止受阻碍，使Kt明显变小，链终止速度下降，但单体扩散的速率几乎不受影响，Kp下降很小，链增长的速率变化不大，因此相对提高了聚合反应的速率，出现了自动加速现象。③影响：导致聚合反应速率增加，体系粘度增加，导致分子量和分散性增加，影响产品质量，易发生局部过热而出现暴聚。 改善：降低体系粘度如溶液聚合，强化传热如搅拌，此外选用良溶剂，如增大溶剂用量，提高或降低聚合物分子质量都会减轻自动加速程度。 ④:在离子聚合过程中，由于同种电荷相互排斥而无法双基终止，因而不会产生自动加速现象。 2：为什么缩聚反应中不能用转化率而用反应程度来描述反应过程？ 答：缩聚反应的本质是官能团之间的反应，在缩聚早期，转化率就很高，转化率并无实际意义，只有官能团之间充分反应才能生成大分子。 3：能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物，为什么？ 答：不能，由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链中共价键的键合力，所以当温度升高达气化温度之前，就发生主链的断裂和分解，从而破坏了高分子化合物的化学结构。4：推导自由基聚合动力学方程时，作了哪些基本假设？ 答：①：等活性假设：链自由基活性与链长无关，即各步增长反应速率常数相等。 ②：稳态假设：自由基浓度不发生改变进入稳态状态，即引发速率等于终止速率。 ③：高分子聚合度很大：用于增长的单体远远多于用于引发消耗的单体。 ④：链转移不影响聚合速率,仅影响分子量
《高分子化学》课程试题答案
《高分子化学》课程试题答案 试题编号： 05 (B ) 课程代号： 2040301 课程学时： 56 一、基本概念题（共10分,每题2分） ⒈ 聚酰胺化反应：二元胺与二元羧酸缩聚，缩去小分子水形成聚酰胺的聚合反应。 ⒉ 悬浮聚合：溶有引发剂的单体，借助于悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌,使单体以小液滴的形式分散在介质水中而聚合为高聚物的过程。 ⒊ 阴离子型乳化剂的临界胶束浓度：阴离子型乳化剂,在某一温度下,形成胶束的最低浓度，记作用CMC 。。⒋ 非均相溶液聚合：单体溶于溶剂中,聚合物不溶于该溶剂中而沉淀出来, 该聚合体系为非均相溶液聚合体系。⒌ 光引发聚合：不加引发剂，烯类单体在光的作用下，形成单体自由基而聚合的过程称为热引发聚合，简称光聚合。 二、问答题（共20分，每小题5分，根据题目要求简答下列各题） ⒈(5分)以偶氮二异庚腈为引发剂写出苯乙烯自由基聚合时有关的基元反应方程式。 CH 3 C N N C CH 3 2 CH 3 C + N CH 3CN CH 3CH 3CN CN CH 3 C CH 3CN CH 3 C CH 2 CH CH 3CN + CH 2 CH n C H 2 CH +CH 3 C CH 2 CH CH 3CN CH 2 CH CH 3 C CH 2 CH CH 3 CN []n 2CH 2 CH CH 3 C CH 2 CH CH 3 CN []n
C []n CH 2 CH CH 3 C CH 2 CH CH 3CN []n CH CH 2 CH CH 2 CH 3 CN CH 3 ⒉ (5分)为什么自动加速现象使聚合反应的速率和聚合物的相对分子质量增加？ 自动加速的原因是随着反应的进行，体系粘度渐增或链自由基溶解性能变差，链段重排受阻，活性中心被包埋，双基终止困难；而此时，单体的扩散未受阻碍，链增长反应不受影响，造成k t 变小，k p 基本不变，21t p )(/k k 增大。 聚合速率方程和动力学链长方程中都有21t p )(/k k 2121t d p p (I)(M))(=//c c k fk k R 2 121t d p (I)(M)?)(2=//c c k fk k ν 因而，自动加速现象使聚合反应的速率和聚合物的相对分子质量同时增加。 ⒊ (5分)何谓重复单元，结构单元，单体单元？写出PET 的重复单元和结构单元。 聚合物大分子中那些以共价键相互连接重复出现的结构单位称为重复结构单元 (简称重复单元或链节)。重复单元中小的不可再分的与单体结构有关的结构单位称为结构单元。原子种类与数量与单体相同（化学组成相同），仅电子结构有所改变的结构单元称为单体单元。 PET 的重复单元和结构单元 ⒋ （5分）设：) (M )(M =,)(M d )(M d =2121c c R c c ρ，由共聚物组成微分方程， 推导截距-斜率公式2 2 1-=-r ρR r ρR R 。 解：（每错一个方程式扣1分） 共聚物组成微分方程 ) (M +)(M )(M +)(M )(M )(M =)(M d )(M d 122211?2121c c r c c r c c c c
《功能高分子材料》课程教学大纲
《功能高分子材料》课程教学大纲 课程代码：050342004 课程英文名称：Functional Polymer Materials 课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0 适用专业：高分子材料与工程 大纲编写（修订）时间：2017. 06 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 功能高分子材料是高分子材料与工程专业选修的一门获得功能性高分子材料的应用及特性知识的专业课。它主要介绍不同种功能高分子材料的基本知识、分子结构特点及其应用，以使学生提高高分子材料应用水平和解决实际问题的能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1.熟悉功能高分子的结构特点、作用机理； 2.熟悉功能高分子材料的分子结构设计方法； 3.熟悉功能高分子材料的发展状况 为从事功能高分子的研究和应用打下基本的知识基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：熟悉功能高分子的结构特点、作用机理和应用。 2.基本能力：具有根据需要选择功能高分子的基本能力和设计功能高分子结构的初步能力。 3.基本技能：功能高分子性能及功能的评价。 （三）实施说明 1.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2.教学手段：本课程在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3.可以结合当前研究热点及自己的研究安排授课的具体内容，但授课内容必须是功能高分子材料知识。 （四）对先修课的要求 本课程应在《高分子物理学》、《高分子化学》和《高分子合成工艺学》结束后开设。 （五）对习题课、实验环节的要求 1.本课程对习题课和实践环节无要求。 2.作业题内容以基本知识和生产工艺为主，作业要能起到巩固知识，提高分析问题、解决问题能力。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 （六）课程考核 1.考核方式：考查。 2.考核目标：分子结构与功能关系。 3.成绩构成：根据出勤、作业、随堂测验等综合给定总成绩。 （七）主要参考书目: 《功能高分子材料》，马建标，化学工业出版社，2002