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华东理工高分子课件chapter1
高 分 子 科 学 教 程 第一章 绪 论1. 1 引言1. 2 高分子的基本概念 (1) 单体: (2) 二聚体,三聚体……和齐聚物: (3) 聚合物: (4) 线型高分子: (5) 支化高分子: (6) 交联高分子: (7) 共聚物: (8) 高分子共混物: 某种氨基酸,相互反应,失去小分子(水),聚合生成聚氨基酸,这个氨基酸也称做 单体: 1.2 高分子的基本概念 (1)单体: (2)二聚体,三聚体……和齐聚物: 聚合是逐步进行的,两个单体结合生成二聚体,二聚体也能和单体结合生成三聚体,两个二聚体结合能生成四聚体,以此类推逐渐生成更多聚体。 (2)二聚体,三聚体……和齐聚物: 低分子量的聚合产物,例如二聚体、三聚体、四聚体、五聚体……无论是环状的,还是线形的统称齐聚物。 齐聚物与通常所说的聚合物是很不同的,增减几个结构单元能使其物理性质有很大的变化。 乙炔三聚体(苯)聚乙炔 ( n聚体 ) 三聚甲醛 (三氧六环) 聚甲醛 (3)聚合物: 高分子量的聚合产物,又称做高聚物、高分子、大分子。常用聚合物的分子量高达104~106,甚至更高。 一个大分子往往由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。 例如聚氯乙烯分子由许多氯乙烯结构单元重复连接而成,可表示为: 高分子化合物的分子量 就是结构单元的分子量(M0)与聚合度(DP)或重复单元数 n 的乘积,可表示为: M=DP·M0=n·M0 还有一类聚合物与聚氯乙烯不同,是由两种单体聚合生成高分子,例如由己二胺和己二酸缩合聚合生成商品名称为 尼龙-66的高分子。其 中重复单元是由两种 结构单元-NH-(CH2)-6NH- 和-OC-(CH2)4-CO-组成: 缩合聚合物的分子量 两种结构单元分别来源于己二胺和己二酸, 但聚合过程中消除小分子水而失去了一些原子, 这些结构单元不宜再称单体单元。 在这种情况,结构单元数 DP 将是重 复单元数 (n) 的两倍: 聚合物的分子量应表示为: 其中M10和M20分别是结构单元 1 和结构单元 2 的分子量。 M0为结构单元平均分子量 (4)线型高分子: 线型高分子是由长的骨架原子组成,例如聚乙烯, 也可以有取代侧基,例如聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯,聚丙烯腈等, 骨架原子都是碳原子的又称碳链高分子: 聚乙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯晴 而像尼龙一66,聚对苯二甲酸乙二醇酯等的线型高分子,其主链骨架原子还含有非碳原子又称杂链高分子: 尼龙-66 聚对苯二甲酸乙二醇酯 线型高分子通常是指可溶解在溶剂中的,固态时可以是玻璃态的热塑性塑料,有的聚合物在常温下呈柔顺性材料,也有的是弹性体。 (5)支化高分子: 支化高分子是由线型高分子链中派生出一些支链,其组成的结构单元和主链是相同的(如图1-1所示)。支化高分子也是可溶的,很多性质和线型高分子类似。但与线性高分子不同的是结晶倾向要降低,溶液的粘度不同。 图1-1 支化高分子 图1-2 交联高分子 (6)交联高分子: 高分子链间产生化学结合,可生成交联或网状高分子(如图1-2所示)。这样的高分子通常只能被溶剂溶胀,而不能溶解,也不能熔融。随着交联程度的增加,其能溶胀程度减少,当高度交联时溶胀也不能产生了。一些热固性树脂就是高度交联的。而作为橡胶弹性材料则具有轻度的交联结构。 (7)共聚物: 由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物叫共聚物。如在同一个聚合釜中,将丁二烯与苯乙烯两种单体混合聚合,得到的是丁苯共聚物: 很多高分子材料都是共聚物。按单体单元在高分子链中的不同序列分布分类的话,共聚物有四种类型: ④接技共聚物: 共聚物的主链是一种均聚物,支链是另一种均聚物称接枝共聚物。可用两类均聚物相互反应生成,也可由A种均聚物的主链上引人一些可反应的基团,再接上由B形成的支链构成接枝共聚物。接枝共聚物的性质是两类均聚物的加合。 (8)高分子共混物: 两种或更多种聚合物机械混合在一起叫做高分子共混物,能将两种或多种聚合物性质综合在一起。根据组成、共混结构的不同可以得到各种改性的高分子材料以满足技术上的需要。 1.3 聚合物的命名 长期以来,聚合物
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