高分子化学(第五版)第1章课件PPT
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无规共聚物：前为主单体，后为第二单体； 嵌段共聚物：前后代表单体聚合的次序； 接枝共聚物：前为主链，后为支链。
IUPAC命名中，在两种共聚单体间插入表明共聚物类 型的字节: co、alt、b、g分别为Copolymer、Alternating、 Block、Graft缩写。
11
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
ABS是综合性能非常好 的工程塑料，其高强度是因 为SAN上的 C N 有很强极 性，会相互聚集将ABS分子 链紧密结合在一起。同时， 具有橡胶性能的PB使ABS具 有良好的韧性和耐寒性。 ABS广泛用于汽车、飞机零 件、机电外壳等。
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在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
SBS是由St、Bd合成的三元嵌段共聚物，是一 种新型的热塑性弹性体，具有弹性高、抗张强度高、 不易变形、低温性能好，可制成电缆及非轮胎橡胶 制品。
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在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中进行接 枝共聚合，制得三元共聚物：ABS树脂（AcrylonitrileButadiene-Styrene Terpolymer）
如HIPS：以PB作主链，接枝上St作为支链，以提 高其抗冲性
10
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
2）共聚物的命名 《高分子化学命名原则》：共聚单体名称间加一短横
IUPAC命名中，在两种共聚单体间插入表明共聚物类 型的字节: co、alt、b、g分别为Copolymer、Alternating、 Block、Graft缩写。
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在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
ABS是综合性能非常好 的工程塑料，其高强度是因 为SAN上的 C N 有很强极 性，会相互聚集将ABS分子 链紧密结合在一起。同时， 具有橡胶性能的PB使ABS具 有良好的韧性和耐寒性。 ABS广泛用于汽车、飞机零 件、机电外壳等。
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在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
SBS是由St、Bd合成的三元嵌段共聚物，是一 种新型的热塑性弹性体，具有弹性高、抗张强度高、 不易变形、低温性能好，可制成电缆及非轮胎橡胶 制品。
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在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中进行接 枝共聚合，制得三元共聚物：ABS树脂（AcrylonitrileButadiene-Styrene Terpolymer）
如HIPS：以PB作主链，接枝上St作为支链，以提 高其抗冲性
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在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
2）共聚物的命名 《高分子化学命名原则》：共聚单体名称间加一短横
高分子物理课件 华幼卿 第一章
• 教学内容：一根高分子链的化学组成、结构单元 （重复单元）之间的键合方式（构型）、形状 （构造）、形态（构象） • 教学目的：通过本章的学习全面掌握高分子的组 成、结合方式、形状及形态，建立起长链大分子 的概念、无规线团概念和链段的概念，初步了解 高分子链的结构与性能之间关系。 • 教学线索：举例展示一些性能有明显差异的实际 高分子材料的样品，使学生初步了解到产生差别 的原因是由于高分子链的结构不同造成的，然后 从高分子链的重复单元的化学组成入手，进而深 入学习分子链的化学组成、构型、构造和构象。 • 重点、难点：高分子的构型与构象之间的区别， 高分子的构象与柔顺性及其表征。
1
高分子结构
链结构 （单个 高分子） 一次结构 近程结构 二次结构 远程结构 三次结构 远程结构 高次结构
高 分 子 结 构 层 次
是构成的最基本微观结构，包 括其组成和构型。
大分子链的构象，即空间结构， 以及链的柔顺性等。 高分子之间通过范德华力和氢 键形成具有一定规则排列的聚 集态结构。包括晶态、非晶态、 取向态、液晶态及织态等。
1
§1.1组成和构造
§1.1.1 结构单元的化学组成
结构单元
主链
侧链基团 或 取代基
H2C
CH
n
Cl
聚合度
e.g. Polyvinyl Chloride - PVC
1
§ 1.1.1 结构单元的化学组成
一、主链的组成
高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高 分子链。高分子链中重复结构单元的数目称为聚合度(n)。
~~~ RSRSRSRSRS ~~~
锯架式 取代基R交替排布于主链平面的两侧 实例：间同聚丙烯（s-PP）,正在工业化； 间同聚苯乙烯（s-PS），工程塑料 Fischer投影式 间同聚甲基丙烯酸甲酯（s-PMMA）
1
高分子结构
链结构 （单个 高分子） 一次结构 近程结构 二次结构 远程结构 三次结构 远程结构 高次结构
高 分 子 结 构 层 次
是构成的最基本微观结构，包 括其组成和构型。
大分子链的构象，即空间结构， 以及链的柔顺性等。 高分子之间通过范德华力和氢 键形成具有一定规则排列的聚 集态结构。包括晶态、非晶态、 取向态、液晶态及织态等。
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§1.1组成和构造
§1.1.1 结构单元的化学组成
结构单元
主链
侧链基团 或 取代基
H2C
CH
n
Cl
聚合度
e.g. Polyvinyl Chloride - PVC
1
§ 1.1.1 结构单元的化学组成
一、主链的组成
高分子是由单体通过聚合反应连接而成的链状分子，称为高 分子链。高分子链中重复结构单元的数目称为聚合度(n)。
~~~ RSRSRSRSRS ~~~
锯架式 取代基R交替排布于主链平面的两侧 实例：间同聚丙烯（s-PP）,正在工业化； 间同聚苯乙烯（s-PS），工程塑料 Fischer投影式 间同聚甲基丙烯酸甲酯（s-PMMA）
高分子化学(第五版)第7章课件
高分子化学(第五版)第7 章课件PPT
本课件为高分子化学第五版第7章的课程讲义，详细介绍高分子化学的基本知 识和合成方法。通过本章内容的学习，您将了解高分子合成的意义、方法及 其在各个领域的应用。
作者和出版信息
作者
Michael M. C. Billingham, F. G. Haworth, J. H. Hoar
3
高分子的共聚反应
介绍高分子的共聚反应机理和各种常用
高分子的交联反应
4
的方法。
解释高分子交联反应的过程和常用的交 联方法。
高分子的合成方法的应用
• 在医药领域中的应用 • 在材料科学中的应用 • 在环境保护中的应用 同时介绍高分子合成方法的最新研究进展。
总结和展望
本章内容回顾
对本章讲义进行简要回顾，总结本章的重点和要点。
出版时间
2021年第五版
出版商
John Wiley & Sons, Inc.
目录概述
1 章节1
高分子化学导论
2 章节2
高分子结构与性质
3 章节3
高分子的物理性质
第7章：高分子的合成方法
1高分子合成的意义 Nhomakorabea介绍高分子合成方法的重要性和应用领
高分子的聚合反应
2
域。
探讨高分子的聚合反应原理和多种常见
的合成方法。
未来高分子合成方法的发展趋势
探讨高分子合成方法未来的研究方向和发展趋势。
本课件为高分子化学第五版第7章的课程讲义，详细介绍高分子化学的基本知 识和合成方法。通过本章内容的学习，您将了解高分子合成的意义、方法及 其在各个领域的应用。
作者和出版信息
作者
Michael M. C. Billingham, F. G. Haworth, J. H. Hoar
3
高分子的共聚反应
介绍高分子的共聚反应机理和各种常用
高分子的交联反应
4
的方法。
解释高分子交联反应的过程和常用的交 联方法。
高分子的合成方法的应用
• 在医药领域中的应用 • 在材料科学中的应用 • 在环境保护中的应用 同时介绍高分子合成方法的最新研究进展。
总结和展望
本章内容回顾
对本章讲义进行简要回顾，总结本章的重点和要点。
出版时间
2021年第五版
出版商
John Wiley & Sons, Inc.
目录概述
1 章节1
高分子化学导论
2 章节2
高分子结构与性质
3 章节3
高分子的物理性质
第7章：高分子的合成方法
1高分子合成的意义 Nhomakorabea介绍高分子合成方法的重要性和应用领
高分子的聚合反应
2
域。
探讨高分子的聚合反应原理和多种常见
的合成方法。
未来高分子合成方法的发展趋势
探讨高分子合成方法未来的研究方向和发展趋势。
高分子化学第五版课件PT
当St 与之共聚时，可显著改善其流动性能和加工性 能，成为用途广泛的塑料。
18
PVC世界年产量超过1000
氯乙烯（Vinyl Chloride，VC ） 万吨，占第二位，仅次于PE。
PVC机械性能好，但对光、热稳定性差，脆性大。 VC与VAc共聚：VAc 起着内增塑作用，改善流动性能，易加 工。含5%VAc 的硬共聚物可制造挤压管、薄板等；含20~ 40% VAc的软质共聚物可制造管材、手提包和地板砖等。 VC与偏氯乙烯共聚：具有耐油脂、抗氧和抗水蒸气性能，广 泛用于包装薄膜和涂料。
R11
=
k11
[
M
• 1
][
M
1
]
R12
=
k12 [
M
• 1
][
M
2
]
R 22 = k 22 [ M• 2 ][ M 2 ]
R 21 = k 21 [ M• 2 ][ M 1 ]
− d [M1] m1 = dt = d [ M 1 ] m2 − d [ M 2 ] d [ M 2 ]
dt
R=11 + R21
醇酸树脂： 含羟基的两种单体：丙三醇、1,2丙二醇 含羧基的两种单体：亚麻仁油酸、邻苯二甲酸酐
缩聚
5
共聚物按照组成的单体数可分为二元共聚物、三元 共聚物和多元共聚物。 1）共聚物的类型 二元共聚物按结构单元在大分子链上的排列方式，可分：
无规共聚物（Random Copolymer） 交替共聚物（Alternating Copolymer） 嵌段共聚物（ Block Copolymer） 接枝共聚物（ Graft Copolymer）
如HIPS：以PB作主链，接枝上St作为支链，以提 高其抗冲性
18
PVC世界年产量超过1000
氯乙烯（Vinyl Chloride，VC ） 万吨，占第二位，仅次于PE。
PVC机械性能好，但对光、热稳定性差，脆性大。 VC与VAc共聚：VAc 起着内增塑作用，改善流动性能，易加 工。含5%VAc 的硬共聚物可制造挤压管、薄板等；含20~ 40% VAc的软质共聚物可制造管材、手提包和地板砖等。 VC与偏氯乙烯共聚：具有耐油脂、抗氧和抗水蒸气性能，广 泛用于包装薄膜和涂料。
R11
=
k11
[
M
• 1
][
M
1
]
R12
=
k12 [
M
• 1
][
M
2
]
R 22 = k 22 [ M• 2 ][ M 2 ]
R 21 = k 21 [ M• 2 ][ M 1 ]
− d [M1] m1 = dt = d [ M 1 ] m2 − d [ M 2 ] d [ M 2 ]
dt
R=11 + R21
醇酸树脂： 含羟基的两种单体：丙三醇、1,2丙二醇 含羧基的两种单体：亚麻仁油酸、邻苯二甲酸酐
缩聚
5
共聚物按照组成的单体数可分为二元共聚物、三元 共聚物和多元共聚物。 1）共聚物的类型 二元共聚物按结构单元在大分子链上的排列方式，可分：
无规共聚物（Random Copolymer） 交替共聚物（Alternating Copolymer） 嵌段共聚物（ Block Copolymer） 接枝共聚物（ Graft Copolymer）
如HIPS：以PB作主链，接枝上St作为支链，以提 高其抗冲性
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共聚方程描述二元共聚产物的组成（单体单元的含量）与单体 组成及单体相对活性（竞聚率）之间的关系。
5.2.1.1. 共聚方程推导
共聚反应的反应机理与均聚反应基本相同，包括链引发、链增 长、链转移和链终止等基元反应，但在链增长过程中其增长链活性 中心是多样的。
动力学推导时，与均聚反应做相似的假设：
（1）活性中心的反应活性与链的长短无关，也与前末端单体单 元无关，仅取决于末端单体单元；
因此考虑前末端效应，共聚物方程为：
d[M1]＝1 r1 x(r1x 1) /(r1 x 1) d[M2 ] 1 r2 x(r2 x) /(r2 x)
式中，x = [M1]/[M2]
对于苯乙烯（M1）和反丁烯二腈（M2）体系，反丁烯二腈不能
自增长， r2＝r2 ＝0 ，上式可简化成为
d[M1 ] 1 1 r1x
竞聚率是对于某一具体的单体对而言，不能脱离具体的单体对 来讨论。
➢ r1 = 0，表示M1的均聚反应速率常数为0，不能进行自聚反应， M1*只能与M2反应；
➢ r1 > 1，表示M1*优先与M1反应发生链增长； ➢ r1 < 1，表示M1*优先与M2反应发生链增长； ➢ r1 = 1，表示当两单体浓度相等时，M1*与M1和M2反应发生链增
5.2.2. 共聚物组成曲线
按照共聚方程，以F1 对 f1 作图，所得到的 F1-f1 曲线称为共聚物
组成曲线。与共聚方程相比，共聚曲线能更直观地显示出两种单体 瞬时组成所对应的共聚物瞬时组成。
F1-f1曲线随竞聚率r1、r2的变化而呈现出不同的特征。
竞聚率的物理意义：
按照竞聚率的定义r1 = k11/k12，它是均聚反应链增长速率常数与 共聚反应链增长速率常数之比，也就是表示一种单体的均聚能力与 共聚能力之比。
第一章 高分子材料学PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
ThinkUp In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
C-C：碳链高分子； C-O，C-N，C-S：杂链高分子； 主链含P，B，Si等：元素有机高分子。
例：主链上C-O，C-N，C-S，易无规逐步 降解，加工时要干燥，H2O％<0.05％。
高分子材料成型加工
一、构成的元素种类及其连接方式 共价键 键能不同，成型时的稳定性，使用时 的耐候性和降解性也不同。 表1－2（p17）
三粒径与径度分布三粒径与径度分布对对pvcpvc影响较大对经过造粒的影响较大对经过造粒的pepepcpcpppppspspompompetpet等影响较小等影响较小颗粒形态和粒径颗粒形态和粒径p37p37表表112929粒径不同将影响粒径不同将影响增塑剂在树脂中的分散状态增塑剂在树脂中的分散状态热稳定性热稳定性孔隙率单体脱吸附性发泡性孔隙率单体脱吸附性发泡性透明性电绝缘性等透明性电绝缘性等p37p37表表113030p38p38图图111212高分子材料成型加工同样大小的气缸容积可以发出更大的指示功气缸工作容积的利用程度越佳
成型方法与结晶性
3、冷却速度 成型时的冷却速度（从Tm降低到Tg以下温度的速
度，主要看冷却介质的温度Tc）影响制品能否结晶， 结晶速度，结晶度，结晶形态和大小等。
• Tc＝Tmax，缓冷，结晶度提高，球晶大； • Tc<Tg 聚冷，大分子来不及重排，晶粒少，易
产生应力；
• Tc>=Tg 中速冷，有利晶核生成和晶体长大， 性能好。
• 歧化终止 • 偶合终止
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
ThinkUp In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
C-C：碳链高分子； C-O，C-N，C-S：杂链高分子； 主链含P，B，Si等：元素有机高分子。
例：主链上C-O，C-N，C-S，易无规逐步 降解，加工时要干燥，H2O％<0.05％。
高分子材料成型加工
一、构成的元素种类及其连接方式 共价键 键能不同，成型时的稳定性，使用时 的耐候性和降解性也不同。 表1－2（p17）
三粒径与径度分布三粒径与径度分布对对pvcpvc影响较大对经过造粒的影响较大对经过造粒的pepepcpcpppppspspompompetpet等影响较小等影响较小颗粒形态和粒径颗粒形态和粒径p37p37表表112929粒径不同将影响粒径不同将影响增塑剂在树脂中的分散状态增塑剂在树脂中的分散状态热稳定性热稳定性孔隙率单体脱吸附性发泡性孔隙率单体脱吸附性发泡性透明性电绝缘性等透明性电绝缘性等p37p37表表113030p38p38图图111212高分子材料成型加工同样大小的气缸容积可以发出更大的指示功气缸工作容积的利用程度越佳
成型方法与结晶性
3、冷却速度 成型时的冷却速度（从Tm降低到Tg以下温度的速
度，主要看冷却介质的温度Tc）影响制品能否结晶， 结晶速度，结晶度，结晶形态和大小等。
• Tc＝Tmax，缓冷，结晶度提高，球晶大； • Tc<Tg 聚冷，大分子来不及重排，晶粒少，易
产生应力；
• Tc>=Tg 中速冷，有利晶核生成和晶体长大， 性能好。
• 歧化终止 • 偶合终止
高分子化学(第五版)第5章课件-PPT
得到固体聚合物后处理麻烦，成本较高 难以除尽乳化剂残留物
前三种聚合方法中，使聚合速率提高一些的因 素往往使分子量降低。而乳液聚合中，聚合速率和 分子量可同时提高。
26
乳化剂（Emulsifier）： 是一类可使互不相容的油和水转变成难以分
层的乳液的物质，属于表面活性剂。
亲水的极性基团 乳化剂分子通常由两部分组成
8
化学的角度更关心其中的科学问题：
均相高粘体系的聚合过程规律
各种非均相聚合过程规律 悬浮聚合 乳液聚合 沉淀聚合
分散聚合 淤浆聚合 气相聚合
聚合速率 聚合物分子量及其分布 共聚组成及其分布……
界面缩聚
……
9
5.2 本体聚合 自由基本体聚合（Bulk Polymerization）：不加其它
介质，只有单体本身，在引发剂、热、光等作用下进行的 聚合反应。
1 = Rt +
Rtr =
2kt R
2
p 2
+
CM + CI
[
I
] + CS
[S
]
Xn
Rp
k p [M ]
[M ] [M ]
2
建立这些方程应用了哪些假定？ 长链原理：链引发反应所消耗的单体可忽略不计； 双基终止； 等活性原理：链自由基的活性与链长无关； 稳态假定：链引发速度与链终止速度相等，自由基 浓度不随时间变化。 满足后两个假定的通常是： 低转化率的聚合体系； 高转化率的稀溶液聚合体系。
粒径增至6 ~10 nm
粒径约为 1000 nm
相相似似相相容容，，犹犹 如如增增加加了了单单体体在在水水 中中的的溶溶解解度度。。这这种种 溶溶有有单单体体的的胶胶束束称称 为为增增溶溶胶胶束束
高分子化学 第1章
能够进行聚合反应， 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。 的小分子。
高分子的特征： 高分子的特征：
1 分子量高，>104 2 原子间以共价键相连接（？） 3 结构与性能区别于小分子 4 通常由小分子通过聚合反应来合成 如：聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
链原子 Chain Atoms 构成高分子主链骨架的单个原子。 构成高分子主链骨架的单个原子。 主链骨架的单个原子
• • • • •
• • • •
三、后起之秀类 1）/诺贝尔 /index.php 子午学术论坛 /bbs/ 〖愚愚学园〗 2）/bbs/index.php 花样年华学术论坛 四、化学化工/医药类论坛 1）医药 /bbs丁香园 /index.asp 中国生命科学论坛 /index.php 中国绿色健康网 /index.php 食品论坛 - 关注食品安全，探讨食品技 术 /index.php 中国生化工程论坛 2）化学化工 / 海川化工论坛 /forum/index.php 小优优医药化工资源网 /forum/ 中国化学化工论坛 /phpBB2/index.php化学化工论坛 3）博士研究生考试/ /forums 博士家园 论坛 4）科研文献资源 / 科研中国` /bbs/ 研友学术论坛
H C H H C CH H C H H C CH H C H H C CH
H H H H H H C C O C C O C C O H H H H H H
3
3
3
1-1 基本概念
聚合反应 单体 Monomer Polymerization 高分子 Polymer
单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单 能够进行聚合反应，
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