聚合物分类
聚合物结构,命名,分类

相对分子质量:number-average molecular weight(数均分子量)weight-average molecular weight(质均分子量)Z-average molecular weight(Z均分子量)viscosity-average molecular weight(粘均分子量)键)
④Multi levels of structure
(结构的多层次性 )
The Family of Polymer(聚合物家族):Plastics(塑料);Rubber(橡胶);Fiber (纤维);Coating(涂料);Adhesive(胶粘剂);Elastomer(弹性体);Functional Polymer(功能高分子)
Mer(单体单元,结构单元):
Structural entities, originates from the Greek word meros, which means part
Polymer:
Poly: 聚,多聚;Polymer was coined to mean many mers
The Characteristics of Polymer(聚合物性质):
General Characteristics(一般性质):Extremely light (质轻);Insulation(绝缘);High Elasticity (高弹性);Easy molding(易加工);High Toughness (高韧性);Transparency(透明);Chemical resistance (化学惰性);Colorability (易着色)
塑料、纤维与橡胶三类聚合物的分类与应用

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聚合物

聚合物聚合物也叫高分子化合物,是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。
聚合物是由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。
一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。
高分子通常由103~105个原子以共价键连接而成。
由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的,因此也常被称为聚合物或高聚物,用于聚合的小分子则被称为“单体。
聚合物几乎无挥发性,常温下常以固态或液态存在。
固态高聚物按其结构形态可分为晶态和非晶态。
前者分子排列规整有序;而后者分子排列无规则。
同一种高分子化合物可以兼具晶态和非晶态两种结构。
大多数的合成树脂都是非晶态结构。
聚合物的基本分类和特点高分子化合物的种类很多,主要分类方法有如下四种:1、按来源分类可把高分子分成天然高分子和合成高分子两大类。
2、按材料的性能分类可把高分子分成塑料、橡胶和纤维三大类3、按用途分类可分为通用高分子,工程材料高分子,功能高分子,仿生高分子,医用高分子,高分子药物,高分子试剂,高分子催化剂和生物高分子等。
4、按高分子主链结构分类可分为碳链高分子、元素有机高分子和无机高分子四大类。
热固性聚合物:环氧、酚醛、双马、聚酰亚胺树脂等。
分子量较小的液态或固态预聚体,经加热或加固化剂发生交联化学反应并经过凝胶化和固化阶段后,形成不溶、不熔的三维网状高分子。
热塑性聚合物:包括各种通用塑料(聚丙烯、聚氯乙烯等)、工程塑料(尼龙、聚碳酸酯等)和特种耐高温聚合物(聚酰胺、聚醚砜、聚醚醚酮等)。
线形或有支链的固态高分子,可溶可熔,可反复加工而无化学变化。
聚合物基复合材料的制备工艺1、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是最早用来制备纳米复合材料的方法之一。
所谓的溶胶-凝胶工艺过程是将前驱物在一定的有机溶剂中形成均质溶液,均质溶液中的溶质水解形成纳米级粒子并成为溶胶,然后经溶剂挥发或加热等处理使溶胶转化为凝胶。
根据聚合物与无机组分的相互作用情况,可将其分为以下几类:(1)直接将可溶性聚合物嵌入到无机网络中把前驱物溶解在形行成的聚合物溶液中,在酸、碱或中性盐的催化作用下,让前驱化合物水解,形成半互穿网络。
聚合物之一般性质与分类

何谓聚合物聚合物依其来源分为天然聚合物和合成聚合物:天然聚合物 合成聚合物天然聚合物大部分存在于生物体中,而且是生命所必须的。
这些天然聚合物有的是重要营养素,例如蛋白质、淀粉;有的是可应用于日常用品,例如天然橡胶、纤维素;有的在生物体内能支配我们的遗传,例如核酸合成聚合物通常为高分子量有机化合物,其结构较天然聚合物简单,通常最多含两个不同单元。
如耐纶、聚氯乙烯(PVC )、新平橡胶等聚合物均由许多小单元连接构成,有的成为很长的链状,也有由链状构成网状,比较如下:常见塑料的性质和用途塑料制品是目前在我们的日常生活中,最常使用的聚合高分子有机化合物,主要含有C、H、O三种元素。
一般的塑料容器材质分为以下几类,分别是:塑料由于不易在自然情况下分解,常被称为千年公害。
有些被人随意丢弃在路边,造成景观的破坏;有些被人露天燃烧,造成空气的污染。
塑料的回收工作是当务之急。
塑料种类很多,一般并不易分辨。
因而在容器上标明号码,就是方便用户做回收分类之用。
如美国塑料工业协会(SPI)提倡一种顺时针三角形的号码标识(如图),在塑料回收的三角图形中有1至7的阿拉伯数字,显示塑料材质。
不过目前国内只有1号中的保特瓶和6号中的保丽龙餐具在做回收。
保鲜膜虽然保鲜膜的特性:(1)水蒸气不容易穿透保鲜膜,因此食物如果以保鲜膜包裹,比较不会因水分散失而干燥变硬。
(2)高温时会熔化。
(3)不溶于水但容易溶于丙酮等有机溶剂;而且只要轻轻一撕,就能为料理食物带来极大的便利,只是愈来愈多的研究发现,便利之下所带来的代价可能超乎你我的想象唷……。
为了全家人的健康,千万不可用保鲜膜包着食物,进微波炉加热烹煮!因为有些塑料膜含有干扰内分泌的物质,会扰乱人体内的荷尔蒙,引起妇女乳癌、新生儿先天缺陷、男性精虫数减低,甚至精神疾病。
根据《纽约时报》的报导,美国的环保署已开始过滤几千种化学物质,试图把可能会造成内分泌失调的凶手找出来,再进一步深入研究。
polymer聚合物

polymer聚合物摘要:一、聚合物简介1.聚合物概念2.聚合物分类3.聚合物应用领域二、聚合物性质1.物理性质2.化学性质3.力学性质三、聚合物制备方法1.聚合反应类型2.单体选择3.聚合过程控制四、聚合物改性1.聚合物改性方法2.改性目的3.改性效果与应用五、聚合物降解与环境保护1.聚合物降解原因2.降解产物与影响3.环境保护措施正文:聚合物(Polymer)是一种由许多重复单元组成的大分子化合物,这些单元通过共价键连接在一起。
聚合物具有独特的性质,使其在众多领域具有广泛的应用,如塑料、橡胶、纤维、涂料等。
一、聚合物简介聚合物是由单体(Monomer)通过聚合反应形成的高分子化合物。
根据结构特征和生产方法,聚合物可分为不同类型,如线性聚合物、支链聚合物、交联聚合物等。
聚合物广泛应用于日常生活、医药、建筑、交通、电子等领域。
二、聚合物性质聚合物具有多种物理、化学和力学性质。
物理性质包括熔点、沸点、溶解性、颜色、透明度等;化学性质包括稳定性、反应性、耐腐蚀性等;力学性质包括强度、韧性、硬度等。
这些性质决定了聚合物在不同领域的应用。
三、聚合物制备方法聚合物通常通过聚合反应制备,包括加聚反应、缩聚反应等。
单体的选择和聚合过程的控制对聚合物性能至关重要。
通过改变单体、催化剂、聚合条件等,可以调节聚合物的结构和性能。
四、聚合物改性聚合物改性是通过化学或物理方法改善聚合物性能的过程。
改性方法包括共聚、交联、填充、增强等。
改性目的主要是提高聚合物性能、扩大应用领域、降低成本等。
改性后的聚合物具有更高的性能和更广泛的应用。
五、聚合物降解与环境保护聚合物在使用过程中可能发生降解,导致环境污染。
降解的原因包括光、热、氧、微生物等。
降解产物可能对环境产生负面影响。
一、聚合物的分类土木工程学院

一、聚合物的分类
(4)根据制备时的反应类型可分为:
①由单体加成而聚合起来的反应叫加聚反应,该反应无 副产品,产物的化学组成和反应物(单体)的化学组成 基本相同,如聚氯乙烯的制备:
nC2H2 → (C2H2) n
式中n表示聚合度。加聚物多为线型结构。
②由两种或两种以上的含有官能团(H—、—OH、Cl— 、—NH、—COOH)的单体共聚,同时产生低分子副产品 (如水、氨、醇或氯化氢等)的反应叫缩聚反应,其生 成的聚合物叫缩聚物。缩聚反应生成物的化学组成与反 应物的化学组成完全不同,如苯酚与甲醛反应制得的酚 醛树脂。缩聚物的结构可为线型或体型。
支链型聚合物因分子排列较松,分子间作用力 弱,因而密度、熔点及强度等低于线型聚合物。
②体型聚合物
分子结构中长链之间通过原子或短链连接起来而构成 三维网状结构,又称为体型结构,如酚醛树脂。
由于体型结构中化学键的结合力强,且交联形成一个 “巨大分子”,因此,一般来说其强度较高,弹性模 量较大,变形较小,较硬脆,耐热性、耐腐蚀性较好; 交联程度浅的网状结构,受热时可以软化,适当溶剂 可使其溶胀;交联程度深的体型结构,加热时不软化, 也不易被溶剂所溶胀,但在高温下会发生降解。
一、聚合物的分类
(5)根据高分子材料的性质及用途可分为: ①塑料 塑料是有机高聚物,在一定条件下(加热、加
压)可塑制成型,而在常温常压下可保持固定 形状的材料叫塑料。 ②纤维 合成纤维为合成树脂制成的纤维。 ③橡胶 合成橡胶是指物理性能类似于天然橡胶的有弹 性的高分子化合物。
二、聚合物的命名
2. 聚合物的物理状态
对于结晶化的聚合物,其变形 与温度的关系如图11-3所示。
结晶聚合物中虽然有无定形相 的存在,但由于结晶相承受的 应力要比非结晶相大得多,所 以在Tg温度其变形并不发生显著 改变,只有到了熔点Tm,晶格 被破坏,晶区熔融,聚合物直 接进入粘流态(如图中曲线1所 示),或先进入高弹态再进入 粘流态(如图中曲线2所示)。
光敏聚合物分类及用途

光敏聚合物分类及用途
光敏聚合物是一类具有光敏性质的聚合物材料,其在光的照射
下可以发生结构改变或反应。
光敏聚合物可以根据其用途和材料特
性进行分类。
分类
1. 光敏聚合物的结构分类
光敏聚合物可以根据其结构特点进行分类,常见的结构分类包括:
- 线性光敏聚合物:这类聚合物的分子链呈线性结构,具有较
好的可溶性和可加工性。
- 交联光敏聚合物:这类聚合物的分子链之间发生化学键连接,形成交联结构,具有较高的力学强度和耐热性。
2. 光敏聚合物的用途分类
光敏聚合物可以根据其在不同领域中的应用进行分类,常见的用途分类包括:
- 光刻胶:光敏聚合物可用作光刻胶,用于微电子制造中的光刻工艺,用于制备微细结构和图案。
- 显示技术:光敏聚合物可用于显示技术中的液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)等器件的制备。
- 光纤通信:光敏聚合物可用于制备光纤通信中的光纤、波导和光纤耦合器等器件。
- 3D打印:光敏聚合物可用于3D打印技术,制备复杂的三维结构和器件。
总结
光敏聚合物是一类具有光敏性质的聚合物材料,根据其结构和用途不同,可以进行分类。
了解光敏聚合物的分类及其用途,有助于在不同领域中选择合适的材料和应用光敏聚合物所带来的优势。
注意:以上内容仅供参考,具体应用光敏聚合物时,请参考相关领域的实践经验和专业指导。
聚合物合成原理

聚合物合成原理在化学领域中,聚合物作为一类重要的化合物,在日常生活和工业生产中扮演着重要角色。
聚合物的合成原理是通过将单体分子通过化学键连接在一起形成高分子链,从而形成大分子化合物。
本文将介绍一些常见的聚合物合成原理以及它们在不同领域的应用。
聚合物的分类聚合物可以分为天然聚合物和合成聚合物两大类。
天然聚合物是存在于自然界中的,如淀粉、纤维素等,主要从植物或动物中提取得到。
合成聚合物则是人工合成的,广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
根据合成方式的不同,合成聚合物又可分为添加聚合和减法聚合。
添加聚合的原理添加聚合是通过单体分子之间的共价键形成高分子链。
以聚乙烯为例,乙烯单体分子中含有双键,经过聚合反应后,双键裂解,单体分子之间形成新的共价键连接成为高分子链。
这种聚合方法通常需要催化剂的参与,可控性较强,所得产物质量较高。
减法聚合的原理减法聚合是通过将单体分子中的功能基团逐步连接在一起形成高分子链。
以聚酯为例,酯键是高分子链的关键结构,通过醇和酸的缩合反应,逐步形成酯键连接,从而形成聚酯。
减法聚合通常需要反复的化学反应过程,反应条件复杂,但可以控制高分子链的结构和性能。
聚合物在工业中的应用聚合物在工业生产中有着广泛的应用,例如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
聚合物的合成原理决定了其最终的性能特点,不同类型的聚合物适用于不同的领域。
例如,聚乙烯具有良好的耐腐蚀性和绝缘性能,适用于包装材料和电线绝缘层;聚丙烯具有较高的耐热性和硬度,广泛应用于汽车零部件制造。
总结聚合物的合成原理是实现高分子化合物制备的关键。
通过添加聚合和减法聚合两种方式,可以合成不同种类的聚合物,从而在各个领域发挥作用。
聚合物在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色,其性能特点取决于合成原理及结构特点。
深入了解聚合物的合成原理有助于更好地应用和开发新型高分子材料。
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• 商品名: (历史习惯形成) 常见如:涤纶(聚酯);尼龙(尼龙-6,尼龙-66 等)
腈纶 (聚丙烯腈) (应注意在学习中逐步收集、积累)
三、聚合物化学结构的描述与命名
(3)IUPAC命名法 (严谨,但较繁琐) 几个步骤: • 取重复单元(仍参考单体来源) • 重复单元的排序(O、S、N等杂原子在前,有取代基
CH2 CH
Cl
两种单体交替连接而成的缩聚物含有两种结构单元:
例:单体1 HO CH2CH2 OH
( OCH2CH2OCO
CO )n
单体2 HOCO
COOH
结构单元1
结构单元2
缩聚物有两种聚合度定义:
重复单元
(1) 结构单元数 Xn (2) 重复单元数 DP
(Xn = 2n = 2 DP)
小结:(1)有重复单元时,可用(重复单元)n表示结构;
( OCH2CH2OCO
CO )n 聚对苯二甲酸乙二醇酯
三、聚合物化学结构的描述与命名
(2)习惯命名法 • 按原料来源命名 (往往是粗略的描述) 树脂(塑料原料):酚醛树脂(苯酚+甲醛)
环氧树脂(双酚A+环氧氯丙烷) 醇酸树脂(丙三醇+邻苯二甲酸酐) 橡胶:乙丙橡胶(EPR); 丁苯橡胶(SBR); 丁基橡胶(聚异丁烯)
NHC NH
O S
g. 其它:酚醛,脲醛等
O
(3)元素有机高分子 有机硅为主
三、聚合物化学结构的描述与命名
1. 描述高分子结构的基本原则
聚合物的特点:结构的多分散性和复杂性 (链与链之间在分子量、链结构等方面有差异;同一链
内的不同部位间也有差异) 导致:不可能用简单的名称精确描述实际的化学结构 可行的办法:给出一种概括性的描述 (抓住主要结构特征,忽略分子量分布、少量结构缺陷
四、聚合反应
1. 加聚与缩聚 (传统的分类)
(1)加聚: 单体通过双键加成反应来完成聚合
特点:反应前后仅发生由C==C 至 —C—C— 的变化(多数体系), 不产生小分子副产物
由此导致:产物分子量是单体的整数倍(不考虑引发、终止带入的端基); 生成碳链高分子;
(2)缩聚: 通过单体上不同官能团间的反应形成高分子链 特点:有小分子副产物生成;
的C在前,双键、三键在前,等) • 重复单元看作两侧有游离键的基团 -R- ,对其命名,
在最前面加上“聚” (poly) 特点:不用单体名称。
CA的化学物质索引采用IUPAC命名。用简单名表达不 够清楚时可用系统名描述。
(环氧乙烷开环聚合产物常用系统名:聚氧化乙烯 [poly(oxyethylene)] 而不用“聚环氧乙烷”)
由此导致:聚合物分子量 < 单体质量的倍数; 主链上有官能团反应形成的特征结构(-NHCO-,-OCO-)
• 加聚共聚物:(单体1)+(单体2)+ 共聚物
乙烯-丙烯共聚物 (乙丙共聚物) (poly(ethylene-co-propylene), EPR) 氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 (氯醋共聚物)
• 两种原料的缩聚物:聚(结构单元1)(结构单元2) 或:聚(重复单元名)
( NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO )n 聚己二酰己二胺
(2)无重复单元时,用名称或文字描述结构。
三、聚合物化学结构的描述与命名
2. 聚合物的命名
(1)简单命名法
(原则:参照单体名称来命名)
• 加聚均聚物 :聚(单体名) (聚合前后原子种类、数目未变)
聚苯乙烯 (polystyrene PS); 聚甲基丙烯酸甲酯 (poly(methyl methacrylate), PMMA)
二、聚合物的分类
(1)碳链高分子
通过 C==C 的加成反应或环烯烃的开环连接成聚合物
主要单体:
CC X
CC CC
乙烯基类聚合物(vinyl polymers)---产量最大的一大类高分子:
a. 聚烯烃类:产量最大。聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)等,纯 C、H化合物,一般为全饱和结构;
b. 聚苯乙烯类:PS及苯乙烯共聚物(ABS,SBS,SBR等);
通过缩聚(逐步聚合)、开环聚合等方法合成 (表1-2)
a. 聚醚: CH2 CH2
O
b. 聚酯 :
O
OH + HOC
( CH2 CH2 O )n
O OC
O
O
c. 聚酰胺(尼龙): NH2 + HOC
NHC
O
d. 聚氨酯: OH + OCN R NCONHCO来自e. 聚脲: f. 聚砜:
NH2 + OCN
第一章 绪论 二、聚合物的分类
1. 按材料特性和用途
塑料----结构材料(可用注塑、挤出、模压等
三大合成材料
方式加工)
橡胶----弹性体(常温下表现高弹性)
纤维----轴向拉伸强度大
精细、功能 材料
涂料----防腐、保护、装饰等作用 粘合剂----结构材料的连接与修补 其它精细高分子----各种用途 功能高分子----光电磁、生物医药、信息、换
CH2CH2CH2CHCH2CH2CH2CHCH2CH
CH3
CH3 CH3
两种结构单元: CH2 CH2
CH2 CH CH3
CH )n Cl
原则:不按“最小化”规则选取结构单元,而按原料来源选取。
三、聚合物化学结构的描述与命名
均聚的加聚物由一种结构单元构成:
结构单元 = 重复单元 (单体单元)
例:PVC 中的
c. 聚氯乙烯类:PVC及VC共聚物,聚偏氯乙烯等;
d. 丙烯酸及衍生物类聚合物(acrylic polymers):
PMMA,PAN等,品种多,用途广; RO
e. 其它:聚醋酸乙烯酯、聚乙烯基醚等C;H2 C C O X
聚双烯烃类:主要用于合成橡胶(PBd, PIp 等)。
二、聚合物的分类
(2)杂链高分子
等次要的差异)
三、聚合物化学结构的描述与命名
聚合物结构的主要特征:有重复出现的结构单元(链节单元)
最简单的线型链由一种结构单元顺序连接而成
n CH2 CH Cl
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
Cl
Cl
Cl
一种结构单元: CH2 CH
Cl
结构式: ( CH2
n CH2 CH2 +
m CH2 CH CH3
能、分离、化学等特殊作用
二、聚合物的分类
2. 按化学结构
按主链结构可将高分子分为三大类:
• 碳链高分子--主链仅由C构成
CCCCC
• 杂链高分子--主链有C和O(或N, S, P 等)
CCOCCO
• 元素有机高分子--主链不含C,侧链有C
CH3 Si O CH3
CH3 Si O CH3
CH3 Si O CH3