重庆大学学院高分子化学知识整理总汇.doc

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高分子化学 几个名词 (1)重复单元(链节):分子链中重复链接的最小基本单元。 (2)结构单元:单体聚合后在分子链中形成的一段结构,对于缩聚物,结构单元和重复元不同。 (3)单体:能够形成结构单元的小分子所组成的化合物。 (4)单体单元:结构单元与单体相比,除了电子结构有所改变外,原子种类和各种原子个数完全相同,这种结构单元又可称为单体单元,大多数连锁聚合的结构单元和单体单元相同。 (5)聚合度:分子链中结构单元数或重复单元数。聚合物分子量是聚合度与结构单元或重复单元分子量的乘积。 (6)均聚物和共聚物:对于链锁聚合反应,由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物,由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为共聚物。 绪论 一、聚合物分类 ⒈ 按来源分:天然、合成、改性高分子; 2.按用途分:树脂和塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子等。 3. 按受热行为分:热固性和热塑性树脂。 热固性指加热可软化,同时发生化学变化,冷却凝固成型,再加热,则不能变形;热塑性指加热可软化,冷却凝固成型,反复加热可反复变形。 4.按聚集态分:橡胶态、玻璃态、结晶态等。 5.根据主链结构分 (1)碳链聚合物:主链完全由碳原子组成,绝大部分烯类和二烯类的加成聚合物属于这一类。 (2)杂链聚合物:主链中除碳原子外,还有氧、氮、硫等杂原子。绝大部分缩聚物和杂环开环聚合物属这一类。这类大分子中都有特征基团,如醚键、酯键、酰胺键等。 (3)元素有机高分子(杂链的半有机高分子):主链中无碳原子,由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等组成,但侧基却由有机基团组成,如甲基、乙基、乙烯基、芳基等。如聚硅氧烷。 (4)无机高分子:主链和侧基均无碳原子,如硅酸盐类。 二、命名 1.单体来源命名 (1)由一种单体加聚制成的聚合物,常以单体名称或假想单体为基础,冠以“聚”字而成。 (2)由两种不同单体聚合成的产物,常摘取两种单体的简名,后缀“树脂”两字来命名。树脂指未加有助剂的聚合物粉料、粒料等。 (3)橡胶命名:许多合成橡胶是共聚物,往往从共聚单体中各取一个字,后附“橡胶”来命名,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶等。 (4)以聚合物结构特征命名:许多杂链聚合物的命名,如聚酰胺、聚酯、聚砜、聚碳酸酯等。 (5)商品名 ① 尼龙–66,尼龙代表聚酰胺一大类,尼龙后的第一个数字表示二元胺碳原子数,第二个数字表示二元酸碳原子数。 ② 我国习惯以“纶”字作为合成纤维商品名的后缀字,如涤纶、锦纶(尼龙–6)、维尼纶、丙纶(聚丙烯)、氯纶(聚氯乙烯)、腈纶(聚丙烯腈)。 2.系统命名法 国际理论化学与应用化学联合会(IUPAC)对线形聚合物提出了命名原则和程序: 先确定重复单元结构,再排好其中次级单元次序,给重复单元命名,最后冠以“聚”字成为聚合物名称。写次级单元时,先写侧基最少的元素,再写有取代的亚甲基,然后写无取代的亚甲基。 如聚氯乙烯系统名为聚1-氯代亚乙基,聚丁二烯为聚1-亚丁烯基,聚氧化氟乙烯为聚氧化1-氟代亚乙基,聚丙烯酸甲酯为聚[1-(甲氧羰基)亚乙基]。 IUPAC命名法比较严谨,但有些聚合物,尤其是缩聚物的名称过于冗长,故不常用。 第三节 聚合反应 低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。 一、按单体和聚合物在组成和结构上区别分 1.缩聚:缩聚是缩合聚合的简称,是官能团单体多次缩合成聚合物的反应,除形成缩聚物外,同时还有低分子副产物的反应。如聚酯、聚碳酸酯、酚醛树脂、脲醛树脂等。 2.加聚:烯类单体通过双键断裂而加成聚合的反应,产物称作加聚物。烯类聚合物或碳链聚合物大多是烯类单体通过加聚反应合成的。 3.开环:环状单体单键断裂而聚合成线形聚合物的反应。 杂环开环聚合物是杂链聚合物,其结构类似缩聚物,反应时无低分子副产物,又类似加聚。 如环氧乙烷开环聚合成聚氧乙烯,己内酰胺开环聚合成聚己内酰胺。 除以上三大类之外,还有多种聚合反应,如聚加成、消去聚合、异构化聚合等,很难归入上述分类方法中去。 二、按聚合机理或动力学分 1.逐步聚合 绝大多数缩聚和聚加成(如合成聚氨酯)反应属于逐步聚合反应,其特征: (1)在低分子转变成高分子过程中,反应是逐步进行的,即每一步反应速率和活化能大致相同。 (2)短期内,单体转化率很高,其后转化率增加缓慢。 (3)分子量随反应时间延长而增加。见图1-1 2.链锁聚合 烯类单体的加聚反应大部分属于链锁聚合。有自由基、阴离子、阳离子聚合等。特征: (1)整个反应过程可分为相继的3步基元反应,如链引发、链增长、链终止等,各步反应速率常数和活化能差别很大。 (2)单体转化率随时间延长而增加。 (3)聚合物分子量与时间基本无关(活性阴离子聚合的分子量随转化率增大而线性增加除外),体系中由单体和高聚物组成。 第四节 分子量及其分布 低分子一般有一固定分子量,但聚

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