第1章 高分子 绪论.ppt

一、高分子的基本概念 1 高分子化合物的定义 由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在一万以上的化合物（Macromolecule）。 天然高分子化合物：在自然界无处不在，衣食住行用等； 天然高分子的改性：木材造纸、橡胶硫化、纤维素硝化等； 合成高分子化合物：三大合成材料：塑料、橡胶、纤维等， 2 高分子化合物的基本特点 （1）分子量很大 由成千上万个原子主要以共价键结合起来的、分子量几万至几千万的化合物。 （2）化学组成比较简单，分子结构有规律性 许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。 （3）分子量的多分散性 聚合物是分子量不等的同系物的混合物，所说的聚合物的分子量只是一个统计平均值。这种分子量的不均一性称为分子量的多分散性(Polydispersesity) 即各种分子量均占一定百分比。 （4）合成聚合物的分子形态是多种多样的 二、大分子结构式与聚合反应方程式 1 大分子结构式的表示方式 大分子虽然很大很长，但是由一种或两三种 结构并不复杂的“基本单元”组成。 由一种单体通过聚合反应而进入聚合物重复单元的那一部分称为结构单元。 2 聚合反应方程式的书写规范 (1) 正确书写单体； (2) 正确书写重复单元； (3) 正确书写端基和小分子； (4) 配平方程式。： 1.2 聚合物的分类和命名 二、聚合物的命名 聚丁二烯； 酚醛树脂； 聚酯、聚酰胺; 涤纶、尼龙66、有机玻璃 …… 命名原则 1 体现聚合物结构特征：聚醚、聚酯、聚酰胺。 2 体现单体。 三．聚合反应的分类 由低分子单体合成聚合物的反应。 有两种分类方法。 按元素的组成变化：加聚反应和缩聚反应。 按反应机理：连锁聚合反应和逐步聚合反应。 1 加聚反应（加成聚合）和缩聚反应（缩合聚合） 单体加成而聚合起来的反应称加聚反应。 n CH2=CH2 -[CH2-CH2]n- 烯类单体π键加成的聚合反应。 加聚物其元素组成与单体组成相同 分子量是单体分子量的整数倍。 缩聚反应（缩合聚合） 单体中含有两个或两个以上的官能团，通过缩合聚合的反应。如： n H2N(CH2)6NH2 + n HOOC(CH2)4COOH → H-[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n-OH + (2n-1) H2O 2 连锁聚合反应和逐步聚合反应 连锁聚合反应:反应明显划分为链引发、链增长、链终止等截然不同的相继的基元反应。 逐步聚合反应: 按逐步聚合反应机理进行，每一步反应的速率和活化能大致相同。 1.3 平均分子量及分子量分布 （Z-average molecular weight ） 按照Z值统计平均分子量 Mz Mw Mv Mn，Mv略低于Mw Mn靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分对Mn影响较大;Mw靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分对Mw影响较大； 聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子。 1．发展史 从19世纪末到20世纪三十年代，经过了半个世纪的争论，艰难地确立起来。 1920年，Staudinger发表的《论聚合》为把高分子确立为系统的科学奠定了基础。 由于二次世界大战的刺激，使合成橡胶工业得到迅速发展。 20世纪60年代，研究的重点转向高分子物理方面。这一时期的代表是Froly,他对高分子物理化学和高分子物理都有杰出的贡献。 2．本学科的特点 发展得非常快; 从建立“高分子学说”为开端，高分子领域有了飞跃的发展。到二十世纪60年代，形成了比较完整的高分子学科 ; 聚合物作为材料归入材料科学。高分子物作为材料，发展之快，应用之广，远远超过人类历史上任何一类其它材料。 石器时代－－铜器时代 ――铁器时代――合成材料时代 其中铁器时代延续了两千年。 高分子材料的优越性 质轻； 聚合物材料比重小; 可用于宇航事业。航天器重量如果减少1公斤，则可以节省投资若干亿元。 b) 耐磨性好； 譬如ABS树脂制成的机器配件，在加油很少的情况下，仍有很好的耐磨