高分子化学ppt 1

n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl H-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl + (2n-1) HCl
书写反应方程式注意事项


正确写出结构单元 重复结构单元必须遵循化学规则 写出端基 注意元素价态 正确写出重复结构单元和大分子结构 配平反应方程式
1.3高分子化合物的分类和命名
Monomer(ic) Unit, mer 单体单元 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。
聚 合 度 Degree of Polymerization，DP 单个聚合物分子所含单体单元的数目。
聚合物
聚对苯二甲酸乙二酯， 涤纶，PET
HO O (C O C OCH2CH2O ) n HO O C
高分子化学
太原理工大学 材料学院材料学系高分子教研室 朱晶心 马彦龙
在 在 在 大 《 止 亲 明 学 大 于 民 明 之 学 德 道 》 至 善
治 国 平 天 下
修 身 齐 家
诚 意 正 心
格 物 致 知
格物致知：《现代汉语词典》解释为：穷究事物的原理
法则而总结为理性知识。“格物致知”一词出自《大 学》。格，至也。物，犹事也。致，推极也，知，犹 识也。格物致知是儒家的一个十分重要的哲学概念。 凡事都要弄个明白 即做个真正的明白人
M0为单体的相对分子质量。高分子化合物的相对分 子质量为聚合度的整数倍。
[ CH2
CH ]n Cl
1.2.1聚合物大分子结构式的书面表达




重 复 结 构 单 元:大分子链上化学组成 和结构均可重复的最小单位 结 构 单 元：均聚聚合物的最小重复单 位化学组成和结构均可重复的最小单位 单体单 元：化学组成相同，结构不同
相对分子量： 高分子化合物是由一系列分子量（或聚 合度）不等的同系物高分子组成，聚合物的 分子量或聚合度是统计的，是一个平均值。 相对分子量在1万以上的，是一个大概 数值，有的达到数百万，甚至上千万。
1.1.2高分子化合物的基本特点
1、相对分子质量很大，而且具有多分散性 通常，根据化合物的相对分子质量大小 来划分高分子和小分子。 相对分子质量小于1000的，一般为小分子 化合物；而相对分子质量大于10000的，称为 高分子或高聚物；处于中间范围的可能为高 分子（低聚物），也可能为小分子。

聚合度（Degree of polymerization）
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
xn
有两种表示法：

以大分子链中的结构单元数目表示，记作
xn
以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP
xn DP n
n H2N-(--CH 2-)-COOH
5
--NH-(--CH 2-)-CO-- + n H2O n 5
形 变
玻璃态 高弹态 粘流态
非晶态高聚物的温度比容曲线
玻璃态 高弹态 粘流态 玻璃化转变温度，Tg 粘流温度，Tf
Hale Waihona Puke TgTf温 度
Tg 是非晶态高聚物的主要热 转变温度
非晶态高聚物的温度形变曲线
1.2大分子结构式与聚合反应方程式

1.2.1聚合物大分子结构式的书面表达
小 分 子 单 体 聚 合 反 应 高 分 子

1.3.1 高分子化合物的分类
天然高分子：自然界天然存在的高分子。 半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。 合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子。 碳链高分子：主链（链原子）完全由C原子组成。
来 源
主链元素 （链原子） 组成
杂链高分子：链原子除C外，还含O,N,S等杂原子。 元素有机高分子：链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组 成。
1.1.2高分子化合物的基本特点
2、化学组成比较简单，分子结构有规律 高分子化合物组成相对比较简单，通常 由有限的几种非金属元素组成。 高分子化合物分子结构存在一定规律 其结构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。
1.1.2高分子化合物的基本特点

由两种单体通过缩聚反应合成的高分子：表明或不表 明产物类型 表明产物类型：“聚”+ 两单体生成的产物名称，如 对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫“聚对苯二甲酸乙 二酯” 己二酸和己二胺的缩聚产物叫“聚己二酸己二胺”
不表明产物类型：两单体名称或简称加后缀“树脂”， 如 苯酚和甲醛的缩聚产物叫“酚醛树脂” 尿素和甲醛的缩聚产物叫“脲醛树脂”

1.3.2 高分子化合物的命名

由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物： 两单体名称或简称之间 +“-”+“共聚物” 乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫“乙烯-乙酸 乙烯酯共聚物”
“聚”+高分子主链结构中的特征功能团： 指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：
以高分子链的结构特征命名
£ O -C-NHO -C-OO -NH-C-O-O-
CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3
Telechelic Polymers
含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。
均聚物
Homopolymer
由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。 如： CH2CH 氯乙烯单体 Cl
O C O C OCH2CH2O
CH2CH OH
―假设单体”：乙烯醇
高分子化合物的定义


构成生物大分子的微量元素还有Fe、Ca、 Mg、Na、K、I等。 共价键：构成绝大多数高分子化合物大 分子主链的原子间，几乎都是通过共价 键实现相互连接的，只有少数高分子化 合物大分子主链的原子间可能含有配位 键。特殊高分子化合物分子链的侧基或 者侧链可能有离子键和配位键。
高分子化合物的定义
单
O C
体
+ OH HOCH2CH2OH
单体单元
O C O C
聚合度
2n n
OCH2CH2O O C O C OCH2CH2O
O C
O C OCH2CH2OH
末端基团
End Groups
高分子链的末端结构单元。 涤纶： 聚乙烯：
遥爪高分子
O HO C O O C OCH2CH2O C O C OCH2CH2 OH
高分子化合物的定义
高分子化合物：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1万 以上的化合物。 具有：高熔点、高强度、高弹性，溶液或者熔体 具有高粘度。 众多原子或原子团、共价键、相对分子量 众多原子或原子团：组成大分子的原子数目成千 上万，但是涉及的元素种类相当有限主要有H、 C、O、N；S、Cl、P、Si、F也存在一些高分子 化合物中。
CH2=CH2 CH2=CHCH3
-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)m-
共聚物
-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n( CH2CH2-CH2CH ) n CH3
共聚物
隐含单体 ？
假设
交替共聚物
其中方括弧中的化学式表示高分子链中的重复单元，也叫结构单元、单体单 元和链节。 n为重复单元的数量，称为聚合度，用DP表示。 一个高分子化合物的相对分子质量M可用下式表示： M = DP×M0 （1—1）
在大分子链中出现的以单体结构为基础的原 子团称为结构单元（Structure unit）
n CH2 CH
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
CH2 CH
n
结构单元有时也称为单体单元（Monomer unit） 重复单元
(Repeating unit）, 链节(Chain element）

n 表示重复单元数，也称为链节数, 在此等于聚合度
生成均聚物的聚合反应称均聚反应 （Homopolymerization)。
HOOC-Ph-COOH HOCH2CH2OH HOOC-Ph-COOH
隐含单体 -(OC-Ph-COOCH2CH2O)n均聚物
HOOC-Ph-COOCH2CH2OH
HOCH2CH2OH
HO(CH2)3OH HO-(CH2)5COOH HOCH2COOH
聚合物，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的物质。
聚 合 反 应 小 分 子 高 分 子
Polymerization
单 体
Monomer
能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元 的小分子。
1.1.2高分子化合物的基本特点
3、分子形态多种多样
线形高分子 环状高分子 支化高分子
梳形高分子
星形高分子
梯形高分子
网状高分子
体型高分子
1.1.2高分子化合物的基本特点
4、高分子化合物具有粘弹性 高分子化合物的聚集态与小分子不同 小分子状态：气、液、固 高分子化合物的聚集态： 玻璃态、高弹态、粘流态 粘弹性表现：蠕变（暂时形变变为永久形 变）和应力松弛（随时间延长应力减小）
比 容
温 度
将一非态晶高聚物试样， 施一恒定外力，记录试 样的形变随温度的变化， 可得到温度形变曲线或 热机械曲线
橡 胶
涂 料 胶粘剂 功能高分子
1.3.1 分类




按照合成高分子化合物的聚合反应类型 加聚反应（加聚物）缩聚反应（缩聚物） 按照高分子化合物的化学结构 聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚烯烃 按照高分子化合物的受热时的行为 热固性、热塑性 按照高分子化合物的相对分子质量高低 高聚物、低聚物、齐聚物oligomer、预聚物
塑料 纤 维 性 质 和 用 途
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 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 具有特殊功能与用途但用量不大的精细 高分子材料