[工学]16 高分子化合物.ppt

16 高分子化合物 基本内容和重点要求 高分子化合物的定义、分类和命名 高分子化合物的特性 高分子及结构与性能的关系 高分子化合物的合成方法及化学性质 离子交换树脂、橡胶、有机高分子絮凝剂 16 高分子化合物 16.1 高分子化合物的定义、分类和命名 16.2 高分子化合物的结构与性能的关系 16.3 高分子化合物的特性 16.4 高分子化合物的合成方法 16.5 高分子化合物的化学反应 16.6 几类重要的高分子化合物 16.1 高分子化合物的定义、分类和命名 一般把相对分子质量低于1500的化合物称为低分子化合物；相对分子质量高于10000的称为高分子化合物。 氯乙烯的聚合 16.1.2 高分子化合物的分类 按来源分类: 天然高分子化合物和合成高分子化合物…… 按材料的性能分类: 塑料、橡胶和纤维…… 按用途分类： 通用高分子、工程材料高分子、功能高分子…… 按高分子主链结构分类： 碳链、杂链和元素有机高分子化合物…… 16.1.3 高分子化合物的命名 天然高分子化合物习惯上都用俗名。如：纤维素、木质素、淀粉、蛋白质等； 合成高分子化合物通常按制备方法及原料名称来命名。如：苯乙烯的聚合物称为聚苯乙烯。 用缩聚方法制得的高聚物，大多数在原料名称的后面加上“树脂”。如：酚醛树脂、脲醛树脂等。 商业上也常用商品名称，如聚丙烯腈称为腈纶，聚甲基丙烯酸甲酯称为有机玻璃。 有些也用英文名的缩写表示，如PVC为聚氯乙烯、ABS为丙稀腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。 16.2 高分子化合物的结构与性能的关系 线型结构：高分子化合物中有独立的大分子存在，具有弹性和可塑性，在溶剂中能溶解和熔融，硬度和脆性较小。 体型结构：高分子化合物中没有独立的大分子存在，没有弹性和可塑性，在溶剂中不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。 16.1.2 高分子化合物的聚集状态 晶相高聚物：分子排列很有规律，分子间作用力大，耐热性和机械强度比非晶相高，有一定的熔点，熔限较窄。 非晶相高聚物：没有一定的熔点，耐热性和机械强度都比晶相的低。 部分结晶高聚物的结晶性区域称为微晶,微晶的多少称为结晶度。 线型非晶相高聚物在不同的温度范围内存在着玻璃态、高弹态和粘流态三种不同的物理状态。 线型非晶态高聚物的温度－形变曲线 16.3 高分子化合物的特性 相对分子量大，具有多分散性 复杂的分子链形 高分子链的柔顺性与良好的机械强度 良好的绝缘性能 16.3.1 相对分子量大，具有多分散性 高分子化合物是由许多具有相同链节结构、不同聚合度的同系混合物，这种特点称为相对分子质量的多分散性。高分子化合物的相对分子质量是指平均相对分子质量，聚合度也是平均聚合度。一般来说，分散性越大即相对分子质量分布较宽，低分子组分也越多，此聚合物的机械性能就越差。 高分子化合物除相对分子质量存在多分散性外，其结构和化学组分上也存在多分散性。 聚氯乙烯分子链结构 16.3.2 复杂的分子链形 从结构上看，高分子化合物的分子链基本上只有两种：线型和体型。 线型特征：分子中的原子以共价键相互结合成一条很长的卷曲状态的“链”，长度一般是直径的几万倍。高分子的主链上带有支链称为支链型高分子，亦属线型结构范畴。 体型特征：分子链与分子链之间还有许多化学键交联起来，形成网络一样的结构。不同的分子结构表现出很不同的性能。 16.3.3 高分子链的柔顺性与良好的机械强度 线型高分子的链很长，由于原子间的σ键可以自由旋转，使分子链也能够自由旋转，每个链节的相对位置可以不断变化，这种性能称为高分子链的柔顺性。柔顺性越大，弹性越好。 由于高分子链很长，致使分子间的引力很大，尤其是链中包含有极性基团或存在氢键时，则分子间的引力就更大，具有一定的机械强度。 16.3.4 良好的绝缘性能 高分子中化合物的原子彼此以共价键结合，一般不含有极性基团，不能电离，因而具有良好的绝缘性能。 16.4 高分子化合物的合成方法 16.4.1 加聚反应 只有一种单体参加的加聚反应称为均聚反应，产物为均聚物。 (3)加聚反应历程 自由基加聚反应 自由基加聚反应是在能产生自由基的引发剂作用下进行的，历程可分为3个阶段：链引发、链增长和链终止。 离子型加聚反应 离子型加聚反应是在催化剂的作用下，使单体形成活性离子中间体，然后再进行聚合。 配位聚合反应