高分子化学第一章 绪论(复习内容)
高分子化学课件资料全
高比强、高比模结构材料
火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料
F-22的材料组成
钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5% 树脂基复合材料: 24% 环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。
高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一
每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。
复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。
支柱
生物技术
先进材料
信息技术
能源环境 结构材料 军事 航空、航天
三大材料
金属 陶瓷 高分子
材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色
高分子的应用Βιβλιοθήκη 未来为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高
高性能化
合成新的高分子 改性 通过新聚合反应控制分子结构(如: 阴离子活性聚合) 通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如: 齐格勒纳塔聚合)
可控制反应物空间立构、聚合物相对分子质量及相对分子质量分布的所谓可控聚合 活性聚合、酶催化聚合、微生物催化聚合 新型功能高分子材料的设计及合成 基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组装化学和组装方法 包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和原理
高分子化学-1绪论课件.ppt
(3) 给重复单元命名 (4) 在重复单元名称前加“聚”
Cellulose
OH
n
+ nCH2O
Glucose
OH CH2
OH CH2 OH
n-1
phenol-formaldehyde
+ (n-1) H2O
缩聚物：（1）合成中有小分子被消除;
（ 2）含有功能基（-OCO-， -NHCO-， -S-， -OCONH-，-O-， -SO2-， -OCOO-等）为聚 合物主链的一部分;
在中等聚合度阶段。
在聚合过程中，单体逐 渐减少，聚合转化率相应 增加。
延长聚合时间，主要 提高转化率，对分子量影 响较小。
聚合初期，单体几乎全 部缩聚成低聚物，以后在 由低聚物转化成高聚物， 转化率变化甚微，反应程 度逐步增加。
延长聚合时间，主要 提高分子量，而转化率变 化较少。
反应混合物仅由单体、 任何阶段，都由聚合度 高聚物及微量引发剂组成。 不等的同系物组成。
树形分子具有完美结构的聚合物。 超支化聚合物分子中存在较多缺陷， 结构完美程度差。
3、几何对称性
树形分子具有高度的几何对称性。 超支化聚合物几何对称性差。
4、端基官能团
树形分子具有大量的端基官能团，赋予树形分子具有 多功能性。 超支化聚合物也具有大量的端基官能团，但其端基官能团 并不全位于超支化聚合物的最外层。
10年高分子复习题
2010高分子化学复习题第一章绪论1. 说明下列名词和术语：(1)单体，聚合物，高分子，高聚物(2)碳链聚合物，杂链聚合物，元素有机聚合物，无机高分子(3)主链，侧链，侧基，端基(4)结构单元，单体单元，重复单元，链节(5)聚合度，相对分子质量，相对分子质量分布(6)连锁聚合，逐步聚合，加聚反应，缩聚反应(7)加聚物，缩聚物，低聚物2．与低分子化合物比较，高分子化合物有什么特征？3. 从时间～转化率、相对分子质量～转化率关系讨论连锁聚合与逐步聚合间的相互关系与差别。
4. 举例说明链式聚合与加聚反应、逐步聚合与缩聚反应间的关系与区别。
5. 各举三例说明下列聚合物(1)天然无机高分子，天然有机高分子，生物高分子。
(2)碳链聚合物，杂链聚合物。
(3)塑料，橡胶，化学纤维，功能高分子。
6. 写出下列单体的聚合反应式和单体、聚合物的名称(1) CH2=CHF (2) CH2=CH(CH3)2CH3|(3) CH2=C |COO CH3 (4) HO-( CH2)5-COOH7. 写出下列聚合物的一般名称、单体、聚合反应式，并指明这些聚合反应属于加聚反应还是缩聚反应，链式聚合还是逐步聚合？(1) -[- CH2- CH-]n-|COO CH3(2) -[- CH2- CH-]n-|OCOCH3(3) -[- CH2- C = CH- CH2-]n-| CH3(4) -[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n-(5) -[-NH(CH2)5CO-]n-8. 写出合成下列聚合物的单体和反应式：(1) 聚苯乙烯 (2) 聚丙烯 (3) 聚四氟乙烯 (4) 丁苯橡胶 (5) 顺丁橡胶 (6) 聚丙烯腈 (7) 涤纶 (8) 尼龙6,10 (9) 聚碳酸酯 (10) 聚氨酯9. 写出下列单体形成聚合物的反应式。
指出形成聚合物的重复单元、结构单元、单体单元和单体，并对聚合物命名，说明聚合属于何类聚合反应。
第二章自由基聚合1.举例说明自由基聚合时取代基的位阻效应、共轭效应、电负性、氢键和溶剂化对单体聚合热的影响。
高分子化学 第一章
O C OCH2CH2O )nH
不管它由何种单体聚合而成，其重复结构单元始终是
O
O
C
C OCH2CH2O
但单体单元则可能因所用单体不同而异，如果使用的单体是对苯
二甲酸和乙二醇两种单体：
O n HO C
O
O
C OH + n HO CH2CH2 OH HO( C
O C OCH2CH2O )nH+ (2n-1)H2O
塑料
以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂 和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料
纤维 橡胶 涂料
纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100 倍
具有可逆形变的高弹性材料
涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和 保护作用的聚合物材料
胶粘剂
能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在 一起的聚合物材料
HH
( C C O )n HH 聚乙二醇
HHHHHHO
( N C C C C C C )n HHHHH 尼龙－6
(3)元素有机高分子 链原子由Si、B、Al、O、N、S、P等杂原 子组成，不含C原子的，如聚二甲基硅氧烷的链原子只有Si和O。
CH3 ( Si O )n
CH3 聚二甲基硅氧烷
根据性质 和用途
(3) 合成高分子化合物 由单体通过人工合成的高分子化合物，如 由乙烯聚合得到聚乙烯等。
根据高分子链原子组成的不同也可分为三类：
（1）碳链高分子 烯等
链原子全部由碳原子组成，如聚乙烯、聚丙
HH ( C C )n
HH 聚乙烯
HH ( C C )n
H CH3 聚丙烯
（2）杂链高分子 链原子除碳原子外，还含O、N、S等杂原子， 如聚乙二醇的链原子包括C和O，尼龙-6的链原子包括C和N
高分子复习资料(准确情报)
所以:
即:
答……
第四章．离子、配合聚合
一．叙述下列定义：
1.离子聚合
离子聚合是单体在引发剂或催化中心作用下，按离子反应历程转化为聚合物的化学过程。
2.阴离子聚合
以带负电荷的离子或离子对为活性中心的一类连锁反应。
3.阳离子聚合
以带负电荷的离子或离子对为活性中心的一类连锁反应。
4.配位聚合
配位聚合也称配位离子聚合，是由两种或两种以上组分组成的配位催化剂引发的聚合反应。单体首先在过渡金属活性中心的空位上配位，形成σ→п配位化合物，进而这种被活化的的单体插入过渡金属-碳键进行链增长，最后形成大分子的过程。
综合各种情况，聚合速率方程可表达为：
Rp=K[I]n[M]m
一般情况下，式中指数n=0.5～1.0；m=1～1.5（个别为2）
2．局限性：主要是基于稳态法的基本假定
.不考虑链转移，为双基终止；
.单体总消耗速率=聚合反应总速率；链增长速率等于聚合反应总速率Rp=-d[M]/dt=Ri+Rp；
.游离基活性与链增长无关，Kp为常数；
O
2.-[HN-（CH2）5-C]n-聚合物名称：聚w-氨基己酸
单体名称：w-氨基己酸
合成式：
n H2N-（CH2）5-COOH→H-[N-(CH2)5-CO]n-OH + (n-1)H2O3.-[CH2-C-CH2]n-聚合物名称：聚1-甲基环丙烷
CH3单体名称：1-甲基环丙烷
合成式：CH3
C →-[CH2-C-CH2]n-
（3）
.链终止
偶合终止：
岐化终止：
（4）
式中
根据假定自由基浓度不变，进入稳定状态，或者说引发速率和终止速率相等，即Ri=Rt构成平衡，则
齐齐哈尔大学-高分子化学期末复习(简答题)
第一章绪论2.聚合物分子量有几种表示方法？如何表示聚合物分子量的多分散性？答：数均分子量，重均分子量，黏均分子量，Z 均分子量，相对分子质量分布指数分子量的多分散性可以用多分散指数HI，即重均分子量和数均分子量的比值来表示。
分子量均一的聚合物其HI为1。
HI越大则聚合物分子量的多分散程度越大。
分子量多分散性还可用分子量分布曲线表示。
以分子量为横坐标，以所含各种分子的重量或数量百分数为纵坐标，即得分子量的重量或数量分布曲线。
4.高分子链结构形状有几种？它们的化学性质有什么特点？答：高分子链的形状主要有直线型、支链型和网状体型三种，其次有星形、梳形、梯形等(它们可视为支链型或体型的特例)。
直线型和支链型高分子靠范德华力聚集在一起，分子间力较弱。
形成的聚合物具有热塑性，加热可熔化，在溶剂中可溶解。
其中支链型高分子溶解性能更好。
网状体型高分子加热可软化但不熔融，在溶剂中可溶胀但不溶解。
交联程度高的，加热不软化，在溶剂中不溶解。
5.聚合物的平均分子量有几种表示方法，写出数学表达式，并比较大小。
答：(1)数均分子量Mn=NiMi/Ni=Wi/(Wi/Mi)( 2 )重均分子量Mw=WiMi/Wi=NiMi^2 /NiMi( 3 )粘均分子量Mv=(WiMi^a/ Wi)^1/a大小Mw>Mv>Mn6.何谓高聚物?何谓低聚物? 答：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。
8.与低分子化合物比较，高分子化合物有何特征?答：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。
北京化工大学《高分子化学》 各章要求、重点内容
《高分子化学》各章要求及重点内容第一章 绪论一、基本要求1、掌握高分子化学的基本概念。
2、对重要的相关概念进行辨析。
3、掌握聚合物的分类与命名。
4、正确写出常用聚合物的名称、分子式、聚合反应式。
二、主要内容 1、基本概念单体、高分子、大分子、聚合物、低聚物（齐聚物）； 结构单元、重复单元、单体单元、链节； 主链、侧链、端基、侧基；聚合度、相对分子质量、相对分子质量分布等；加聚反应、缩聚反应、加聚物、缩聚物、连锁聚合、逐步聚合； 2、聚合物的分类、命名及典型聚合物的命名、来源、结构特征 - 表1-5、1-6、1-7、1-8、内容合成高分子、天然高分子；碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物、无机高分子； 聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚、聚脲、聚砜。
3、聚合反应的分类及聚合反应式 聚合物分子式（结构式）、结构单元-重复单元的区别与联系； 聚合反应的分类及聚合反应式写法；加成聚合与缩合聚合、连锁聚合与逐步聚合的联系与区别。
第二章 逐步聚合要求一、基本要求1、掌握逐步聚合的基本概念；2、逐步聚合反应分类（从不同的角度分类）3、比较线形逐步聚合与体型逐步聚合反应；4、线形逐步聚合反应聚合度的计算与控制（单体等摩尔比反应与非等摩尔比反应）；5、体型逐步聚合凝胶点的控制；6、正确书写重要逐步聚合聚合物的合成反应式；7、比较连锁聚合与逐步聚合，讨论影响两类反应速率及产物分子量的因素。
二、主要内容 1、基本概念平衡缩聚与不平衡缩聚、线形缩聚与体形缩聚、均缩聚、混缩聚、共缩聚； 缩合聚合、逐步加聚反应（聚加成反应）、氧化偶取联聚合、加成缩合聚合、分解缩聚。
官能团与官能度、平均官能度、官能团等活性理论、反应程度与转化率、当量系数与过量分率； 热塑性树脂与热固型树脂、凝胶点、结构预聚物与无规预聚物； 2、线性逐步聚合相对分子质量控制方法及其计算（1）等物质量反应：PX n -=11封闭体系： )1/(+=K K P 1+=K X n开放体系： wnPnKC X0=（2）非等物质量反应：aAa + bBb （过量）体系：当量系数：B A N N r = 过量分率：AA B N N N q -= 关系：r=1/(1+q) rPr r X n 211-++= )1(22P q q X n -++= aAa + bBb + Cb 体系：,2BBANNN r +=AB NN q ,2= 聚合度计算公式同前3、体型逐步聚合凝胶点的控制官能团等当量：平均官能度：∑∑=iii Nf N f 凝胶点： fP c2=官能团非等当量：所有分子数未过量官能团数⨯=2f 凝胶点： fP c 2= 三、分析应用（1）官能团等活性理论的分析、运用（与自由基聚合、共聚合中等活性理论比较）。
高分子化学 绪论(适用)
性能
成
高
型 、
分
高分子
子
化学反应 改性
加 工
化
学
天然高分子
应用
高分子工程
WANG Zhaoqun
4/56
有机化学
物理化学
物理学
高分子化学
合成、改性、分子设计
交叉
高分子学科
渗透 融合
数学 电子学 各种工程学 生物学
的创立以高
医药学 其它化学
分子化学为
化工
起点和基础
链结构
机械 yyyyyy
高分子物理
溶液性质 聚集态结构
起酯化作用
P－ONO2 + H2O
起着使纤维素溶胀 和脱水的双重作用
被硝化的程度，称为硝化度 工业上常以N%（含氮量）来表示
WANG Zhaoqun
9 火药(13%) 9 赛璐珞塑料(11%) 9 涂料(12%) 9 胶片(12%)
12/56
z 产生新的长链
叔碳易形成自由基
~~~CH2CH~~~ COOCH3
第一阶段——高分子科学的创建
(19世纪30年代-1930年)
改 天然高分子的改性：
性
橡胶的硫化（1839年），使天然橡胶实用化
与
硝基纤维素发明推动塑料工业的发展（1868年）
合 合成树脂：
成
德国开发出酚醛树脂（1907年）作为绝缘材料
醋酸纤维和塑料、醇酸树脂、聚乙烯醇
yyyyyy
学科创建： 本阶段的末期，高分子科学作为一个独立的学科
¾ 聚苯乙烯的工业化 ¾ 环氧树脂 ¾ ABS树脂
合成橡胶： ¾ 丁二烯及其共聚类(如聚丁二烯、丁氰、丁苯、丁基等) ¾ 聚氨酯
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第一章绪论
名词解释
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。
如聚氯乙烯的重复单元为。
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。
结构单元（Structural Unit）：单体在大分子链中形成的单元。
聚氯乙烯的结构单元为。
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X n 表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此聚合度是一统计平均值。
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。
，Ni ：相应分子所占的数量分数。
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。
，Wi ：相应的分子所占的重量分数。
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。
即。
用来表征分子量分布的宽度或多分散性。
问答题
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.何谓分子量的多分散性?如何表示聚合物分子量的多分散性?试分析聚合物
分子量多分散性存在的原因。
解：聚合物是分子量不等的同系物的混合物，其分子量或聚合度是一平均值。
这种分子量的不均一性称为分子量的多分散性。
分子量多分散性可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示。
这一比值称为多分散指数，其符号为HI，即
分子量均一的聚合物其HI为1。
HI越大则聚合物分子量的多分散程度
越大。
分子量多分散性更确切的表示方法可用分子量分布曲线表示。
以分子量为横坐标，以所含各种分子的重量或数量百分数为纵坐标，即得分子量的重量或数量分布曲线。
分子量分布的宽窄将直接影响聚合物的加工和物理性能。
聚合物分子量多分散性产生的原因主要由聚合物形成过程的统计特性所决定。
6.聚合物的平均分子量有几种表示方法，写出其数学表达式。
解：（1）数均分子量
iMi N Mi
Wi Wi Ni NiMi Mn ~
∑=∑∑=∑∑=
（2）重均分子量
iMi W NiMi
NiMi Wi WiMi Mw ~
2∑=∑∑=∑∑=
以上两式重N i W i
M
i
分别代表体系中i 聚体的分子数、重量和分子量。
∑N i
，∑W i
和∑M i
分别代表对分子量不等的所有分子，从i 等于1到无穷
作总和，N i
~和W
i
~分别代表i 聚体的分子分率和重量分率。
（3）粘均分子量
⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛∑+∑=∑∑=M N M N W M W M
i i a i i i
a i i a
a
v
1/1/1
式中a 是高分子稀溶液特性粘度-分子量关系式的系数，一般为0.5-0.9。
7. 数均分子量
M
n
和重均分子量
M
w
的物理意义是什么?试证明府
M
w
≥M n
解：数均分子量的物理意义是各种不同分子量的分子所占的分数与其相对应的分子量乘积的总和。
重均分子量的物理意义是各种不同分子量的分子所占的重量分数与其相对应的分子量乘积的总和。
设M i 为i 聚体的分子量，则()0~2
≥∑-N
M M i
n i
即 02~~~22
≥-+∑∑∑M
N M N M N M i
i
n
i
n
i
i
亦即0≥∙-∙M M M M n n n w
故当M M n i ≡时，M M n w ≡，当M M n i ≠时，M M n w >。
8. 试写出下列单体得到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
解：⑴nCH2C(CH3)
C6H5
CH2C
CH3
C6H5
n
⑵nCH2C(CN)CH2C
CN
n
⑶nCH2C(CN)
COOCH3
CH2C
CN
COOCH3
n
⑷
OH+(n+2)CH2CHCH2Cl
C
CH3
CH3
(n+1)HO
CH2CHCH2O C
CH3
CH3OCH2CHCH2O C
CH3
CH3
OCH2CHCH2
(n+2)NaOH
+(n+2)NaCl+(n+2)H2O
⑸
nHOOC COOH+nHO(CH2)2OC COO(CH2)4O
n
+(2n-1)H2O
⑹
nH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4NH(CH2)4NHCO(CH2)4CO+(2n-1)H2O
n。