第1章高分子基本概念剖析
高分子的基本概念ppt精选课件
C
H
CH2 5
N n
38
LDPE
聚乙烯（PE)
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HDPE
LLDPE
39
聚丙烯（PP)
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40
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聚氯乙烯（PVC)
41
聚苯乙烯 完整编辑ppt
42
聚四氟乙烯（塑料王）
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43
聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃完整）编辑ppt
44
聚丙烯腈纤维(腈纶、人造羊毛)
A 点是初具强度的最低聚合度，A点以上 强度随分子链迅速增加
B 点是临界点，强度增加逐 渐减慢
C 点以后强度不再明显增加
不同高分子初具强度的聚合度和临界 点的聚合度不同，如
强 度
C
B
A 聚合度
A
尼龙 40
纤维素 60
乙烯基 100 聚合物
B
150 250 400
10
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常用的聚合物的分子量（万）
聚己二酰己二胺 Nylon 66 Polyhexamethylene adipamide
H
HO
O
N C2H 6 N C C2H 4 C
n
对苯二甲酰对苯二胺 PPTA （Kevlar ） Poly(p-phenylene-terephthalamide)
O C
OH CN
H
N
n 53
其它
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CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
聚乙烯
CF2
CF2
CF2
CF2
CF2
CF2
CF2
高分子材料的第1章概论
无规共聚物－Ａ － Ｂ－Ｂ －Ａ －Ｂ －Ａ －Ａ －Ａ － B －Ａ － 交替共聚物
－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｂ－Ａ－Ｂ－Ａ－
嵌段共聚物－Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ｂ－Ｂ－Ｂ－Ａ－Ａ－Ａ －Ａ －
接枝共聚物－Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ －Ａ
Ｂ Ｂ Ｂ Ｂ
（二）支链、交联和端基
CH2－ CH－ CH－ CH2 Cl Cl CH2－ CH－ CH2 － CH Cl Cl CH － CH2 － CH2 － CH Cl Cl
头-尾键接 尾-尾键接
2.共聚物的序列结构 共聚物：有两种或多种不同的单体或聚 合物反应得到的高分子。 以含两种单体的共聚物为例（设两种单 体分别为Ａ、Ｂ），说明共聚物的结构 单元的排列方式。
CED E V
• 由于聚合物不能汽化，所以不能采用直接方 法来测定，而用间接方法。 • CED< 334.9 J/cm3 橡胶：分子间力较小， 分子链较柔顺，易变形，有弹性 • 334.9<CED<418塑料：分子间力居中，分子链 刚性较大 • CED>418纤维：分子间力大，有较高的强度
聚合物分子间作用力的大小，是各种吸引 力和排斥力所作贡献的综合反映，而高分子分 子量又很大，且存在多分散性，因此，不能简 单的用某一种作用力来表示，只能用宏观的量 来表征高分子链间作用力的大小。
二、聚集态的结晶态
4.聚合物的结晶过程及影响因素 4.1结晶过程 4.2影响因素
二、聚集态的结晶态
4.1结晶过程 大分子结晶过程与小分子有相似处 a．形成晶核过程，晶核受到两方面的影响（晶核内的 分子影响周围分子生长，由于热运动的结果晶核也 可能消失） b．晶粒生长过程：在Tmax以上，第二种影响占上风， 晶核消失比成长要快；在Tmax以下，则第一种影响 占上风，晶核成长比消失要快。总的结晶速度是成 长与消失速度之和 结晶速度：用某温度下结晶过程进行到一半时所 用的时间t1/2的倒数来表征该温度下的结晶速度。
高分子科学基础课程总结PPT
第一章 绪论
聚合物的多分散性：聚合物是由一系列分子量不等的同系 物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复 结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的 特征称为聚合物的多分散性。 平均分子量：聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个 平均值，叫平均分子量或平均聚合度。
高分子科学基础
课程总结
第一章 绪论
一、基本概念 高分子：具有高的相对分子量，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上或概念上是由相应的小分子 衍生而来。 高分子化合物：或称聚合物，是由许多单个高分子组成的物质。 单体：可进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小 分子。 结构单元：构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团， 可包含一个或多个链单元。
第七章 聚合物的结构与性能
二、基本理论
1、聚合物的分子结构对聚合物柔顺性、Tg、Tf的影响＊ 能比较给定聚合物的柔顺性、Tg、Tf的大小，并能简要
说明原因 2、聚合物的溶解特性 3、聚合物的力学状态及其转变＊
力学状态的性能、分子运动特点 热—机械曲线
第七章 聚合物的结构与性能
聚合物的力学状态及其转变ห้องสมุดไป่ตู้
1+r
Mn = M0Xn =M0 (
)
1 + r - 2rP
单体单元的平均分子量
第二章 逐步聚合反应
3、非线形逐步聚合反应 （1）支化高分子与交联高分子的生成条件： （2）平均功能度的计算 (1) nA=nB , f =∑Ni fi /∑Ni (2) nA<nB, f = 2∑NA fA /∑Ni
第一章高分子化合物的基本概念
非金属材料——西南大学工程技术学院1.1 高分子化合物的基本概念1.1.1 高分子化合物的含义高分子也叫“大分子”，是指分子量很大的分子，分子量一般为几万、几十万甚至更多(见表1-1 )。
分子量＜500的称为低分子；分子量＞5000的称为高分子；500＜分子量＜5000的由其物理、化学性能决定。
由高分子组成的物质称为“高分子化合物”高分子化合物包括：有机高分子化合物和无机高分子化合物两大类，其中有机高分子化合物又包括：天然和人工合成两类。
1.1.2 高分子化合物的组成高分子化合物分子量虽巨大，但化学组成却简单：由C、H、O、N、S等组成，主要是碳氢化合物及其衍生物。
结构形式：由一种或几种简单低分子化合物中的成千上万个原子，以共价键形式重复连接而形成长链结构。
连接方式：打开低分子化合物的双键或三键，由共价键连接成大分子。
1. 单体与聚合反应单体：可以形成高分子的低分子化合物；聚合反应：由单体变成高分子的过程，简称“聚合”聚合物(高聚物)：即聚合反应的产物—高分子化合物。
如聚乙烯就是由单体乙烯经聚合反应而成：nCH2＝CH2→… —CH2—CH2—CH2—CH2 —…2. 分子链与链节注意：不是所有的低分子化合物都可以作为单体，只有那些具有双键、三键结构的，当键被打开才可以连接成长链型的大分子。
分子链：大分子中众多原子以共价键形式重复连接而成的长链型结构。
例如：聚乙烯大分子链的结构式为… —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2—… ，一般简单表达式为：CH 2－CH 2n3. 聚合度与平均分子量大分子分子量与聚合度的关系：M ＝m ×n 式中：M 为大分子分子量；m 为链节分子量；n 为大分子聚合度。
聚合度：高聚物内所含链节的数目，即上式中的n 。
链节：构成大分子链的基本结构单元，与单体结构类似。
高分子化合物即无数个链节重复连接的聚合物，故称为“高聚物”。
常见单体、链节及高聚物见表1-2 。
第一章 高分子材料基础知识
第一章高分子材料基础知识第一节.高分子材料的基本概念一、高分子材料的结构1.高分子的含义：高分子材料是以高分子化合物为主要成分（适当加入添加剂）的材料。
高分子化合物：1.天然：松香、石蜡、淀粉2.合成：塑料、合成橡胶、合成纤维高分子化合物都是一种或几种简单低分子化合物集合而成为分子量很大的化合物，又称为高聚物或聚合物。
通常分子量>5000 高分子材料没有严格界限<500 低分子材料如：同为1000的多糖（低），石蜡（高）一般高分子化合物具有较好的弹性、塑性及强度二、高分子化合物的组成：高分子化合物虽然分子量很大，但化学组成比较简单。
都是由一种或几种简单的低分子化合物聚合而成。
即是由简单的结构单元以重方式相连接。
例：聚乙烯由乙烯聚合而成{ }概念：单体——组成高分子化合物的低分子化合物链节——大分子链由许许多多结构相同的基本单元重复连接构成，组成大分子链的这种结构单元称为链节。
聚合度——链节的重复次数。
n↑导致机械强度↑熔融粘度↑流动性差，不利于成型加工。
n要严格控制。
三、高分子的合成：加聚反应、缩聚反应①加聚反应：指一种或几种单体，打开双键以共价键相互结合成大分子的一种反应例如：乙烯→聚乙烯（均聚）②分类：均聚：同种单体聚合共聚：两种或两种以上单体聚合（非金属合金丁二烯+苯乙烯→丁苯橡胶二元共聚三元共聚ABS：丙烯脂：耐腐蚀表面致密丁二烯：呈橡胶韧性苯乙烯：热塑加工）特点：反应进行很快链节的化学结构和单体的相同反应中没有小分子副产物生成②缩聚反应：指一种或几种单体相互混合儿连接成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子物质的反应。
例：尼龙（聚酰胺）氨基酸，缩去一个水分子聚合而成。
特点：由若干步聚合反应构成，逐步进行。
链节化学结构与单体不完全相同，反应中有小分子副产物生成。
总结：目前80%的高分子材料由加聚反应得到。
四、聚合物的分类与命名①按聚合物分子的结构分类a．碳链聚合物：这一类聚合物分子主链是由碳原子一种元素所组成{ }侧基有多种，主要是聚烯烃、聚二烯烃（橡胶）b. 条链聚合物，器结构特点是除碳原子外，还有氧、氮、硫原子。
高分子材料基本概念
第一章 绪论第一节 高分子材料基本概念高分子材料(Polymer materials)是以高分子化合物为基材的一大类材料的总称。
高分子化合物（macromolecular compound ）常简称高分子或大分子（macromolecule ），又称聚合物（polymer ），或高聚物（high polymer ）。
通常情况下，人们并不严格区分这些概念的微细差别，而认为是同一类材料的不同称谓。
高分子化合物的最大特点是分子巨大。
大分子由一种或多种小分子通过共价键相互连接而成（通过聚合反应），其形状主要为链状大分子或网状大分子。
低分子化合物和高分子化合物之间并无严格界线，化学结构相同的化合物，分子量小者称低分子化合物，分子量大者（通常在10000以上）称高分子化合物。
高分子材料的许多奇特和优异性能，如高弹性、粘弹性、物理松弛行为等都与大分子的巨大分子量相关。
构成大分子的最小重复结构单元，简称结构单元，或称链节。
构成结构单元的小分子称单体。
例如聚乙烯大分子是由乙烯单体通过聚合反应首尾重复连接而成：～- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2- CH 2-～为简便计，可缩写成: -(- CH 2- CH 2-)n -上式为聚乙烯大分子的一种结构表示式。
其中─CH 2─CH 2─为结构单元（链节）。
式中的下标n 代表重复结构单元数，又称聚合度，它是衡量分子量大小的一个指标。
严格地讲，高分子化合物与聚合物不完全等同，因为有些高分子化合物并非由简单的重复单元连接而成，而仅仅是分子量很高的物质。
聚合物按重复结构单元的多少，或按聚合度的大小又分为低聚物（Oligomer ）和高聚物（Polymer ）。
由一种单体聚合而成的聚合物称均聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯等；由两种或两种以上单体共聚合而成的聚合物称共聚物，如丁二烯与苯乙烯共聚合而成的丁苯橡胶；乙烯与辛烯等共聚合而成的聚烯烃热塑性弹性体等。
高分子物理与化学 第1-2章基本概念和自由基聚合
第二章 自由基聚合
烯类单体的加聚反应绝大多数属于连锁 聚合，连锁聚合由链引发、链增长和链终止 等基元反应组成。
聚合时常用的引发剂I先形成活性种R*， 活性种打开单体M的π键，与其加成形成单体 活性种M*，再不断的和单体加成，形成高分 子，最后增长的活性链失去活性，使链终止。 链引发： I → R* R*+M → RM* 链增长： RM*+M → RM2* RM2*+M → RM3* RMn-1*+M → RMn* 链终止 RMn* → 死聚合物
在不同转化率下分离得聚合物的平 均分子量差别不大，体系中始终由单体、 聚合物和微量印发剂组成，不存在分子 量递增得中间产物。所变化得是聚合物 的量。 大部分烯类单体的聚合都属于这类 聚合。 对于有些阴离子聚合则是引发快， 增长慢、物终止的所谓活性聚合，有分 子量随转化率线形增长的情况。
2、 逐步聚合 反应是一步一步进行的，小分子先二 二 反应成二聚体，再成三聚体等---，再短时间 内单体转化率很高，分子量缓慢上升，要很 高转化率时才达到高分子量。再反应过程中 有很多中间产物，没二各中间产物都能相互 反应。尼龙66、聚氨酯的合成都属于逐步聚 合。 尼龙6的合成，用不同的催化剂，聚合机 理不一样 用水和酸做催化剂时为逐步聚合；用碱 做催化剂时为阴离子连锁聚合。
单体的聚合类型和聚合能力和单体结构，即
单体的电子效应和空间位阻效应决定。 醛酮中羰基π键异裂后具类似离子的特性，可 进行离子聚合，不能进行自由基聚合。 乙烯基单体可均裂也可异裂，有进行自由基 聚合和离子聚合的可能，但具体到每个单体 则要看其结构而定。
乙烯分子无取代基，结构对称，无诱导效应
二、聚合反应 是小分子单体合成聚合物的反应叫聚合反 应 聚合方法又两种不同的分类， 最早是以反应前后单体和聚合物的组成和 结构上的变化来分类：他们可以分成加聚反 应和缩聚反应
第1章高分子基本概念-精选文档
§1－1 高分子化合物 §1－2 高分子材料的命名 §1－3 高分子材料的分类 §1－4 高分子的分子量
§1－1 高分子化合物
什么是高分子？
高分子也叫高分子化合物， 是指分子量很高并由共价键 连接的一类化合物 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
CH 2 CH
n
H (C H
H C )n CH3
对于苯乙烯的聚合反应来说：
结构单元＝重复结构单元＝链节
(4)聚合度（Degree of polymerization）：
聚合物分子中重复结构单元的数目，也称为链节数 n
重 复 单 元 的 结 构 ) n 聚合物的结构式： (
聚合度：小孩的数目
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
M：高分子的分子量 M0 ：结构单元的分子量
2.由两种结构单元组成的高分子
举例1： 合成尼龙-66则具有另一特征：
H N ( C H ) N H + H O O C ( C H ) C O O H 2 2 6 2 2 4
H O + (2n-1) 2 H N H ( C H ) N H C O ( C H ) C O O H 2 6 2 4
主链
侧基
链原子 构成高分子主链骨架的单个原子
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
HH HH HH CCO CCO CCO HH HH HH
聚乙二醇
聚丙烯
侧链或侧基：连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支
链。支链可以较小，称为侧基；可以较大，称为侧链。
高分子化合物的分子组成
1.由一种结构单元组成的高分子
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§1－1 高分子化合物 §1－2 高分子材料的命名 §1－3 高分子材料的分类 §1－4 高分子的分子量
第1章高分子基本概念剖析
§1－1 高分子化合物
什么是高分子？
高分子也叫高分子化合物， 是指分子量很高并由共价键 连接的一类化合物
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 Polymer , Macro第m1章o高l分e子c基u本l概e念s剖析
聚氯乙烯
CH2 CH OH
聚乙烯醇
H2C CH Cl
氯乙烯
乙烯醇
第1章高分子基本概念剖析
CH2 CH OH
聚 乙 烯 分 子 模 型
由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的， 所以也常被称为聚合物，如聚乙烯分子是由成千上 万个乙烯分子聚合第而1章成高分的子基高本概分念剖子析 化合物。
（2）结构单元（Structure unit）： 在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团
注意：Mo两种结第构1章单高分元子基的本概平念剖均析 分子量
3. 由无规排列的结构单元组成的高分子
均聚物:由一种单体聚合而成的高分子 共聚物:由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子
例如：丁苯橡胶
----( C 2--HCH=CH2--xC )-H -(-2C --H CH y n-)----
x, y为任意值，故在分子链上结构单元的 排列是任意的：
M：高分子的分子量
M0 ：结构单元的分子量
第1章高分子基本概念剖析
2.由两种结构单元组成的高分子
举例1： 合成尼龙-66则具有另一特征：
H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H
H --N H (C H 2 )6 N H --C O (C H 2 )4 C O -- n O H + (2n-1) 2HO
HH
( C C )n
H CH3
对于苯乙烯的聚合反应来说：
结构单元＝重复结构单元＝链节
第1章高分子基本概念剖析
(4)聚合度（Degree of polymerization）： 聚合物分子中重复结构单元的数目，也称为链节数 n
聚合物的结构式： (重 复 单 元 的 结 构 )n
聚合度：小孩的数目
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
有两种表示法：
x 以大分子链中的结构单元数目表示，记作 n
以大分子链中的第重1章高复分结子基构本概单念剖元析 数目表示，记作 DP
nC2HCH
C2-H CH 2--C CH H 2--C CH H CH2 CH n
在这里，两种聚合度相等，都等于 n
xnDPn
由聚合度可计算出高分子的分子量：
M xnM 0DP M 0
分子量多大才算是高分子？
其实，并无明确界限
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
低分子
过渡区（低聚物）
高分子
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围
常用的聚合物的分子量（万）
塑料 分子量 纤维 分子量 橡胶 分子量
结构单元
结构单元
重复结构单元
此时 ，两种结构单元构成一个重复结构单元
第1章高分子基本概念剖析
举例2： 对苯二甲酸 + 乙二醇
聚对苯二甲酸乙二酯
O n HO C
O C OH + n HO CH2CH2 OH
O HO ( C
O C OCH2CH2O )nH
xn2DP 2n
M xnM 02 DM P 0
nH 2CC H C l
(C H 2C H)n C l
结构单元
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
第1章高分子基本概念剖析
（3）重复结构单元： 高分子链中重复出现的单元，即链节
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
CH2 CH n
HH HH HH CC CC CC H CH3 H CH3 H CH3
M1M2M1M1M2M1M2M2M2
在这种情况下，无法确定它的重复结构单元
第1章高分子基本概念剖析
共聚物的几种类型
无规共聚物-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-A-B-A交替共聚物-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A嵌段共聚物-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-A接枝共聚物-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A
高分子化合物的分子组成
1.由一种结构单元组成的高分子 2.由两种结构单元组成的高分子 3.由无规排列的结构单元组成的高分子
第1章高分子基本概念剖析
1.由一种结构单元组成的高分子
一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元 通过共价键重复连接而成。
例如：聚苯乙烯
nC2HC 聚合H C2-HCH 2--C CH H 2--C CH H
聚乙烯 6～30 涤纶 1.8～2.3 天然橡胶 20～40 聚氯乙烯 5～15 尼龙-66 1.2～1.8 丁苯橡胶 15～20 聚苯乙烯 10～30 维第呢1章纶高分子基本6概～念剖7.析5 顺丁烯胶 25～30
高分子可看作是由许多重复单元所组成的一条长链
支链
构成高分子骨架结 构，以化学键结合
的小分子化合物。
第1章高分子基本概念剖析
有机化合物中的共价键x来自xCx +4H
.
x
H HC
H CH
均裂
L:L
H x
HxCxH x H HH
CC
HH
H H CH
H
自由基
L L 第1章高分子基本概念剖析
乙烯分子的结构
乙烯分子中的σ键
乙烯分子中的π键
第1章高分子基本概念剖析
举例：
C2-H CC H 2-H CC H2-H CH Cl Cl Cl
的原子集合
主链 侧基 链原子 构成高分子主链骨架的单个原子
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
聚丙烯
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
聚乙二醇
侧链或侧基：连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支
链。支链可以较小，称为第侧1章基高分；子基可本概以念较剖析大，称为侧链。
缩写成
CH2 CH n
第1章高分子基本概念剖析
（1）聚合反应与单体
nC2HCH C2-HCH 2--C CH H 2--C CH HCH2 CH n
由小分子生成高分子的反应过程
小分子 单体
聚合反应 Polymerization Monomer
高分子
合成聚合物的起始原料
定义：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元