重庆大学材料学院高分子化学知识整理课案.doc

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