聚合物的结构式及单体
一聚合物基本概念重复单元和链节结构单元和单体单元平均聚合度
• •
W（x）
a b
M 图1.1 相对分子质量分布曲线 a- 典型分布曲线;b- 分布较宽的曲线
Mn
MV Mm
M
图1.2 相对分子质量间的关系
• ⑷ 相对分子质量分布(分布曲线和分布系数 ) • ① 相对分子质量分布曲线 • 把一个聚合物试样按相对分子质量大小分成若干级分 ,测 定每一级分的相对分子质量和质量,并且计算出其质量分数。 • 以相对分子质量 M为横坐标,质量分数w(x)为纵坐标作图 , 得一曲线.该曲线为相对分子质量分布曲线。 • 如图1.1和图1.2 所示。 • ② 相对分子质量分布系数
二烯烃聚合时,除1,2加成、3,4加成外,还有1,4加成：
3 3,4 聚合 4 n CH2 CH 2 1 1,2 聚合 C CH2 CH3 1,4 聚合 [ CH2 CH C CH2 ] n CH3 CH3 [ CH2 C ]n
Mn m m M
i i i
NM N
i i
i
1.2
聚合物
② 质均相对分子质量Mm(weight –average molecular weight)
Mm
mi M i mi
Ni M
2 i
Ni M i
③粘均相对分子质量Mv(viscosity–average molecular weight)
Mv mM ∑ =( m ∑
i i α i 1/α
)
N M ∑ =( NM ∑
i i
α +1 i 1/α
)
i
④Z均相对分子质量
MZ
2 m M i i
MZ
mi M i
2 N M i i
聚合物(polymer)的基础知识
聚合物(polymer)的基础知识聚合物(polymer)，又可称为高分子或巨分子(macromolecules)，也是一般所俗称的[塑料](plastics)或树脂(resin)。
聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer)，藉共价键来组合而成的。
聚合物的种类繁多，一般若是以对热之变化来分类，它可以分为两大类︰一、热固性塑料(Thermoset plastics)︰指的是加热后，会使分子构造结合成网状型态，一但结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出所谓的[非可逆变化]，是分子构造发生变化(化学变化)所致。
二、热塑性塑料(Thermo plastics)︰指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料，即可运用加热及冷却，使其产生[可逆变化](液态←→固态)，是所谓的物理变化。
热塑性塑料又可再区分为泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三类。
PE属于结晶性的聚合体，结晶对塑料的影响：1.主要是尺寸不能固定，用射出成型的较少，很难做精密零件。
PP有二次结晶的问题食用塑料必须加入抗氧化剂，因氧气透过材质影响产品品质，所以用防腐剂抗氧化。
高压阀压出来的是低密度乙烯，低压阀压出来的是高密度乙烯。
MPS+PC+PBT做汽车保险杠结构式： -[-CH2-CH2-]-n英文名称:Polyethylene比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度：140-220℃聚乙烯是最结构简单的高分子。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。
聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。
聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。
鉴别：用牙咬，无异味，软；用火烧，味同蜡烛。
PE特性聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，绝缘性好，密封性较好，透明，软，不耐高温。
具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，盛装物不变色，化学药剂很难清洗。
聚合物的结构式及单体
溶液聚合 1. (初级阶段主要是在较低温度#较低真空度下"单体之 间#单体与低聚物之间的反应为主"该阶段主要是防止 单体挥发#分解等’并要保证功能基等摩尔比!) 2.中级阶 段主要是在高温#高真空条件下"低聚物之间的反应"由 于在高温下反应"所以有降解#交换等副反应!该阶段通 过除去小分子"提高反应程度!来提高聚合产物分子量 。 3.终止阶段所有反应已达预期指标!这时候要及时终止 反应!避免副反应!节省能量和时间%如合成涤纶的传统 方法就是采用熔融聚合法!先是两种单体&对二乙酰苯 与乙二醇反应生成低聚物!低聚物之间再进行聚合成高 聚物!该反应的特点是反应温度高达200~300摄氏度反 应时间长，需在惰性气体存在条件下进行’且反应后 期需高真空下完成。其优点是，产品后处理容易!设备 简单!可连续生产’但也有缺点，要求控制功能基等摩 尔比’对原料纯度要求高’需高真空!对设备要求高’ 容易产生副反应！
聚氨酯的结构式
根据所用原料的不同，一般为聚酯型和聚醚型两类。由二元 或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子 化合物。所以难以用精确的结构式表示
逐步聚合反应实施的方法
答：1.溶液聚合（主要用于平衡缩聚反应"许多重要 工业品如涤纶（聚酯）、尼龙（聚酰胺)酚醛树脂,不 饱和聚酯等便采用此法生产!一般分为3个阶段 初级 阶段,中级阶段，终止阶段）2.溶液聚合（单体在溶 液中进行聚合反应的一种实施方法!其溶剂可以是单 一的!也可以是几种溶剂混。它分为高温溶液聚合和 低温溶液聚合）3.界面缩聚（界面缩聚是将两种单 体分别溶于两种不互溶的溶剂中!再将两种溶液倒在 一起!在两液相的界面上进行缩聚反应!聚合产物不溶 于溶剂!在界面析出）4.固态缩聚（固态缩聚指单体 或预聚体在固态条件下的缩聚反应）
一,聚合物的基本概念重复单元和链节结构单元和单体单元平均聚合度
⑶ 平均相对分子质量
① 数均相对分子质量Mn (number –average molecular weight)。
Mn
mi mi Mi
NiMi Ni
1.2 聚合物
② 质均相对分子质量Mm(weight –average molecular weight)
Mm mm iM i i N NiiM Mii2
• 平均聚合度: 一个大分子中“结构单元”的(平均)数目。
•
记作Xn 。
• 对于聚氯乙烯一类大分Xn = n
• 对于尼龙、涤纶一类大分子 Xn = 2n • 聚合物的数均相对分子质量Mn可由下式计算
•
Mn = M0.n= Xn.M
• 式中 M0——重复单元的相对分子质量；
•
M——结构单元的相对分子质量的平均值；
•
n——重复单元的数目；
•
Xn——结构单元的数目,即平均聚合度。
1.2 聚合物
• 二、 聚合物的基本特征
•
⒈ 相对分子质量方面的特征
•
⑴ 相对分子质量巨大
•
聚合物的相对分子质量一般为104～106
•
⑵ 相对分子质量具有多分散性
即使对于一个纯粹的聚合物,它也是由化学组成相同而相
对分子质量不等的、同一系列的聚合物的混合物所构成。
1.2 聚合物
聚醋酸乙烯酯的结构式为
[ CH2 CH]n OCOCH3
聚甲基丙烯酸甲酯的结构式为
CH3 [ CH2 C ]n
COOCH3
聚乙烯-醋酸乙烯共聚物的结构式为
[C H 2 C H 2]n[C H 2 C H]m O C O C H 3
1.2 聚合物
⒉ 结构单元(constitutional unit)和单体单元
pet分子结构式
pet分子结构式PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种常见的聚酯类塑料，具有良好的透明性、机械性能和耐化学腐蚀性。
其分子结构式为[-O-CH2-CH2-O-C6H4-CO-O-]n。
PET的分子结构由两种基本单元构成：对苯二甲酸（TA）和乙二醇（EG）。
其中，对苯二甲酸是PET的酸性单体，乙二醇是PET的醇性单体。
这两种单体通过酯键反应聚合而成。
在PET分子结构中，对苯二甲酸单体的分子式为C6H4(COOH)2，它由一个苯环和两个羧基（-COOH）组成。
乙二醇单体的分子式为HOCH2CH2OH，它由两个羟基（-OH）和一个乙基（-CH2CH2-）组成。
在聚合反应中，对苯二甲酸和乙二醇的羧基和羟基通过酯键结合，形成聚合物PET的链式结构。
聚合反应通常在高温和高压条件下进行，并加入催化剂以促进反应速度。
PET的分子结构中的酯键是聚合物链的主要键，它使得PET具有良好的热稳定性和抗化学腐蚀性。
同时，PET的分子链中的乙二醇单体也赋予其良好的柔软性和可塑性。
PET分子结构的特点决定了PET在工业和日常生活中的广泛应用。
PET的透明性和耐热性使得它成为制造瓶装饮料和食品容器的理想材料。
此外，PET还可以用于制造纤维和薄膜，如服装、地毯和包装材料等。
在PET分子结构中，酯键的存在使得PET具有相对较高的熔点，约为250°C。
这使得PET可以在高温下保持稳定性，不易熔化和变形。
因此，PET也被广泛应用于制造耐高温容器和耐热纤维等产品。
总结起来，PET是一种聚酯类塑料，其分子结构由对苯二甲酸和乙二醇通过酯键聚合而成。
PET具有良好的透明性、机械性能和耐化学腐蚀性，广泛应用于瓶装饮料、食品容器、纤维和薄膜等领域。
PET分子结构的特点使其具有高熔点和稳定性，适用于制造耐高温产品。
pmma结构式
pmma结构式
PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）是一种透明的、无色的、无味的、热塑性的热固性塑料，具有优良的机械性能和耐化学性能，是一种常用的工程塑料。
PMMA的结构式如下：
CH2=CHCOOCH3
|
CH3-C-CH3
PMMA是一种聚合物，由聚甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体经过聚合反应而形成。
它的分子结构由
一个甲基丙烯酸甲酯单体（MMA）和一个甲基丙烯酸乙酯单体（EMA）组成，它们之间通过键结
合在一起，形成一个环状结构。
PMMA的分子量较大，其分子量可以达到几十万，由于其分子量较大，PMMA具有较高的熔点和
硬度，耐热性也较好，可以在高温下使用。
PMMA具有优良的机械性能，具有良好的抗冲击性、抗拉伸性、抗弯曲性和耐磨性，可以用于
制造各种机械零件。
此外，PMMA还具有良好的耐化学性能，可以耐受一定的酸碱性，可以用
于制造各种化学容器。
PMMA还具有良好的光学性能，具有良好的透光性和反射性，可以用于制造各种光学仪器，如
投影仪、显微镜等。
PMMA具有优良的机械性能、耐化学性能和光学性能，因此，它被广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑、家具、医疗器械等行业。
常见聚合物
聚氨基甲酸酯PU中文名：聚氨基甲酸酯；聚氨酯前言聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(ＮＨＣＯＯ)的大分子化合物的统称。
它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。
聚氨酯的结构英文名：polyurethane根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。
可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。
PEO为poly（ethylene oxide）的缩写，PEG是poly（ethylene glycol）的缩写；一个叫聚环氧乙烷，一个叫聚乙二醇。
结构式均为HO－[－CH2－CH2－O－]n－H。
PEG和PEO都是由环氧乙烷聚合而合,只是合成的方法和产物的分子量不同. 一般PEG指分子量在500-20000的聚合物,而PEO的分子量则为100000-500 0000.PEG合成通常用乙二醇或二乙二醇做为起始剤,烧碱水溶液为催化剤在热压釜中合成,;而PEO则是环氧乙烷经非均相催化剤(主要是碱土金属碳酸盐)在溶剂中开环聚合而得.从分子的角度来说,这两种物质的区别主要在于分子量不同,其次就是合成用的催化剤和方式的不同.再次.一般来说PEG的分子链两端都是羟基,而PEO分子一端是羟基,一端是烷基.由于高分子物质的特点,分子量不同会导致性能的较大差异,从使用角度上看可以看作两种不同的物质,但要完全的说这两种物质根本不一样也不恰当。
高分子聚合物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达104～106)化合物。
例如聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯分子结构单元—CH2CHCl—重复连接而成，因此—CH2CHCl—又称为结构单元或链节。
由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体，是合成聚合物的原料。
聚氯乙烯可缩写成：聚合物的分类可以从不同的角度对聚合物进行分类，如从单体来源、合成方法、最终用途、加热行为、聚合物结构等。
kingdraw的聚合物的表达方式
kingdraw的聚合物的表达方式
聚合物是由重复单元结构组成的高分子化合物。
Kingdraw的聚合物的表达方式包括以下几种：
1. 结构式：使用化学式和连接方式来表示聚合物的结构。
通过标注单体重复单位和它们之间的键结合方式来表示聚合物的结构。
例如，聚丙烯可以用结构式CH2=CH-重复表示。
2. 基本单位式：将聚合物表示为其最小重复单位的结构式。
这种表示方法可以更清楚地显示出聚合物的重复结构。
例如，聚乙烯可以用基本单位式（CH2-CH2）n 表示，其中n表示重复单元数。
3. 简化结构式：将聚合物的重复结构简化为更简单的表示形式，通常省略连接的碳原子和氢原子。
例如，聚乙烯可以用简化结构式[-CH2-]n或简化结构式[-CH2-]表示。
4. 线段式：将聚合物表示为由重复单元组成的线段。
每个重复单元用一个线段表示，并按顺序排列。
例如，聚丙烯可以用线段式CH2-CH-表示。
总之，不同的表示方式适用于不同的目的和需求。
无论使用哪种方式，聚合物的表达都旨在准确地描述其结构和组成。
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尼龙-66的结构式
尼龙66为聚己二酰己二胺
特性：本产品具有优良的耐磨性、自润滑性，机械强度较高、耐
油、耐酸、碱以及卤代烷、烃类、酯类和酮类溶剂，无噪音，能自 熄。 用途：本产品广泛应用于制作各种机械、汽车、化工与电器 装置的零件，如各种齿轮、辊子、轴承轴、泵体中的叶轮、风扇叶 片、高压密封圈、阀座、垫片、衬套、各种把手、壳体、支撑架等 高强度零部件
尼龙-6的结构式
[-NH-（CH2）5－CO]n－
如门化‘ 特 轴。工广 油 套适、泛 、 性 、合纺应 抗 ： 齿制织用 震 本 作、于 、 产 轮 密 各 灭 品 、 交 机 封泵种通 音 具 床 圈叶类运 、 等 有 轮型输汽 特 高 、的等车 点 强 叶零工、 用 度 片部业机 途 、 耐 、件部械 ， 、
热固性酚醛树脂的应用范围酚醛胶
1.胶粘剂
2.防腐蚀材料
3.炒锅锅把手和高低压电器
Байду номын сангаас
固态缩聚
固态缩聚指单体或预聚体在固态条件下的缩聚 反应。其特点是：适用反应温度范围窄!一般比 单体熔点低15~30.一般采用’*型单体’存在 诱导期’聚合产物分子量分布比熔融聚合产物 宽%为了适应信息科技!能源科技和生命科学这 三大领域发展的需要!一场新材料革命已经开始! 高分子材料将在这场革命中充当重要的角色!高 分子合成的实施方法就显得特别重要
界面缩聚
界面缩聚是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶 剂中!再将两种溶液倒在一起!在两液相的界面上 进行缩聚反应!聚合产物不溶于溶剂!在界面析出% 其特点是：属于一种不平衡缩聚反应!小分子副产 物可被溶剂中某一物质所消耗吸收’反应速率受 单体扩散速率控制’单体为高反应性!聚合物在界 面迅速生成!其分子量与总的反应程度无关’对单 体纯度与功能基等摩尔比要求不严’反应温度低! 可避免因高温而导致的副反应!有利于高熔点耐热 聚合物的合成，如光气与双酚’合成双酚’型聚 碳酸酯就是采用界面缩聚法%由于反应需采用高 活性单体!且溶剂消耗量大!设备利用率低!因此这 种方法在工业上实际应用并不多。
热固性树脂有关特性（用途）
在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化 学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成 树脂。这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体 或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动，具有可 塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交 联固化；有时放出一些副产物，如水等。此反应是 不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软 化或流动;温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑 性树脂的基本区别。热固性树脂在固化后，由于分 子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、 耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好，但性脆。因 而绝大多数热固性树脂在成型为制品前，都加入各 种增强材料，如木粉、矿物粉、纤维或纺织品等使 其增强，制成增强塑料。在热固性树脂中，加入增 强材料和其他添加剂，如固化剂、着色剂、润滑剂 等,即能制成热固性塑料，有的呈粉状、粒状,有的作 成团状、片状，统称模塑料。热固性塑料常用的加 工方法有模压、层压、传递模塑、浇铸等，某些品
溶液聚合 1. (初级阶段主要是在较低温度#较低真空度下"单体之 间#单体与低聚物之间的反应为主"该阶段主要是防止 单体挥发#分解等’并要保证功能基等摩尔比!) 2.中级 阶段主要是在高温#高真空条件下"低聚物之间的反应" 由于在高温下反应"所以有降解#交换等副反应!该阶段 通过除去小分子"提高反应程度!来提高聚合产物分子 量 。3.终止阶段所有反应已达预期指标!这时候要及时 终止反应!避免副反应!节省能量和时间%如合成涤纶的 传统方法就是采用熔融聚合法!先是两种单体&对二乙 酰苯与乙二醇反应生成低聚物!低聚物之间再进行聚合 成高聚物!该反应的特点是反应温度高达200~300摄氏 度反应时间长，需在惰性气体存在条件下进行’且反 应后期需高真空下完成。其优点是，产品后处理容易! 设备简单!可连续生产’但也有缺点，要求控制功能基 等摩尔比’对原料纯度要求高’需高真空!对设备要求 高’容易产生副反应！
聚氨酯的结构式
根据所用原料的不同，一般为聚酯型和聚醚型两类。由二元 或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子 化合物。所以难以用精确的结构式表示
逐步聚合反应实施的方法
答：1.溶液聚合（主要用于平衡缩聚反应"许多重 要工业品如涤纶（聚酯）、尼龙（聚酰胺)酚醛树脂, 不饱和聚酯等便采用此法生产!一般分为3个阶段 初 级阶段,中级阶段，终止阶段）2.溶液聚合（单体 在溶液中进行聚合反应的一种实施方法!其溶剂可以 是单一的!也可以是几种溶剂混。它分为高温溶液聚 合和低温溶液聚合）3.界面缩聚（界面缩聚是将两 种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中!再将两种溶液 倒在一起!在两液相的界面上进行缩聚反应!聚合产物 不溶于溶剂!在界面析出）4.固态缩聚（固态缩聚指 单体或预聚体在固态条件下的缩聚反应）
溶液聚合 单体在溶液中进行聚合反应的一种实施方法!其溶剂可以 是单一的!也可以是几种溶剂混合，它分为高温溶液聚合 和低温溶液聚合!高温溶液聚合采用高沸点溶剂!在平衡 逐步聚合反应中多用此法，如用酯交换法合成聚对羟基 苯甲酸酯便用此法，低温溶液聚合一般适用于高活性单 体!如二元酰氯（高活性单体）与二元醇的反应就是用这 种方法，由于这种反应在低温下进行!逆反应不明显’该 方法对溶剂的选择要求高，溶剂必须对单体和聚合物的 溶解性好’溶剂的沸点应高于设定的聚合反应温度’溶 剂应有利于移除小分子副产物，高沸点溶剂能与小分子 形成共沸物’它也有优点，反应温度低!副反应少，传热 性好!反应可平稳进行’无须高真空!反应设备较简单’ 可合成热稳定性低的产品其缺点是，反应影响因素增多! 工艺复杂’除去溶剂的后处理复杂!包括溶剂回收!聚合 物的析出!残留溶剂对产品性能的影响。