1、1,高分子化学 讲授内容及课时分配,第一章 绪论.（4h） 第二章 逐步聚合.（6h） 第三章 自由基聚合.(12h) 第四章 自由基共聚合. （6h） 第五章 聚合方法（2h） 第六章 离子聚合.（2h） 第七章 聚合物的化学反应.（0h）,高分子化学,2,Chapter 1 绪论,高分子化学,3,高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机物。常用高分子材料分子量在一万到几百万之间，高分子量对化合物性质的影响就是使它具有一定强度，从而可作材料使用。这也是高分子不同于一般化合物之处。又因高分子一般具有长链结构，每个分子好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的
2、线团，这就使高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。另一方面，还可以通过各种手段，用物理的或化学的方法，或者使高分子与其他物质相互作用后产生物理或化学变化，从而使高分子成为能完成特殊功能的功能高分子材料。,高分子化合物 简介,高分子化学,4,高分子具有许多优良性能，高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，目前世界上合成高分子材料的年产量已经超过1.4亿吨。塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂几大类高分子材料己广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。功能高分子材料：导电高分子、高分子半导体、光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液
3、晶高分子和信息高分子材料等近年发展迅速，具有特殊功能。,高分子材料 De 应用,高分子化学,5,高分子科学是当代发展最迅速的学科之一；它既是一门应用科学，又是一门基础科学.它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。目前，已经发展成四个主要分支.高分子化学继“四大化学”之后被称为“第五大化学”。,1.1 高分子化学 研究对象,高分子化学,6,1.1 高分子化学 研究对象,高分子化学,7,高分子化学,提高产量、增加品种、改进性能、处理三废、拓宽应用领域；研制新型引发剂，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；采用新的聚合方法获得新性能、新品种、新用
4、途的高聚物；开发功能高分子材料和生物工程高分子材料。,1.1 高分子化学 研究对象,发展方向,8,1.2 高分子的基本概念,（*）,又称高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。 （注：这些术语一般可以通用） Macromolecules, High Polymer, Polymer,什么是高分子?,高分子是指由多种原子以相同的、多次重复的结构单元并主要由共价键连接起来的、通常是相对分子量为104106的化合物。,9,1.2 高分子的基本概念,聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元是由相应的小分子衍生而来。,高分子化学,10,1.2 高分子的基本概念,在大
5、分子链中出现的以单体结构为基础的原子团。即构成大分子链的基本结构单元。,结构单元（Structure unit）,11,1.2 高分子的基本概念,重复单元 （Repeating unit）,聚合物中化学组成相同的最小单位。,链节(Chain element）,即一个重复结构单元。,单体单元（ Monomer unit ）,聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。,和,高分子化学,12,1.2 高分子的基本概念 高分子的三种组成情况,高分子化学,比 较,13,1.由一种结构单元组成的高分子,1.2 高分子的基本概念 高分子的三种组成情况,例如：聚苯乙烯,说明：n 表示重复单元数，也称
6、为链节数, 在此等于聚合度。,高分子化学,14,1.2 高分子的基本概念,一种结构单元组成的高分子,Xn DP = n,15,1.2 高分子的基本概念,另一种情况：,结构单元比其单体少了些原子（氢原子和氧原子），因为聚合时有小分子生成，所以此时的结构单元不等于单体单元。,M=M0*Xn=M0*DP,16,1.2 高分子的基本概念,2.由两种结构单元组成的高分子 合成尼龙-66的特征：,其重复单元由两种结构单元组成，且结构单元与单体的组成不尽相同，所以，不能称为单体单元。,高分子化学,17,1.2 高分子的基本概念,高分子化学,1、结构单元重复单元 单体单元；但, 重复单元链节2、结构单元=重复
7、单元 单体单元；但, 重复单元链节,18,1.2 高分子的基本概念,例1：以氯乙烯单体为原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根 据其用途不同可在5万至15万之间，其结构单元的分子量 为62.5，计算其聚合度。,解： = = 50000-150000/62.5=800-2400 通过计算可知，聚氯乙烯的平均聚合度应在800-2400聚氯乙烯 分子约由800-2400个氯乙烯单元组成。,19,1.2 高分子的基本概念,例2：以对苯二甲酸与乙二醇为原料，经缩聚制得聚对苯二甲酸 乙二醇酯，其分子量一般在2万左右，计算 及 。,解：已知-O(CH2)2O-结构单元分子量为60，-OC-C6H5-CO- 结
8、构单元分子量为132。 由 = （M + M ）/2得： 2000 = （60+132）/2 则 =208 = /2=104,高分子化学,20,1.2 高分子的基本概念,3. 由无规排列的结构单元组成的高分子,均聚物 Homopolymer,由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。,聚合物分子有且只有一种结构单元，并且该重复结构单元可以只由一种（真实的、隐含的或假设的）单体衍生而来。,判别均聚物,齐聚物(oligomer)：由几个或十几个单元相互键连而成；不能称为聚合物。均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物。共聚物：由两种或两种以上单体共聚而成的聚合物。,21,生成均聚物的聚合反应
9、称均聚反应 （Homopolymerization)。,氯乙烯单体,由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的“隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH,“假设单体”：乙烯醇,例：,1.2 高分子的基本概念,22,说明： x, y为任意值，故在分子链上结构单元的排列是任意的： M1M2M1M1M2M1M2M2M2 在这种情况下，无法确定它的重复单元，仅,例如：丁苯橡胶（由单体1,3-丁二烯和苯乙烯聚合而成）,由两种或两种以上（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。,共 聚 物 Copolymer,结构单元单体单元,1.2 高分子的基本概念,23,1.2 高分子的基本概念,HOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH,-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-,隐含单体HOOC-Ph-COOCH2CH2OH,HO-(CH2)5COOHHOCH2COOH,-O(CH2)5COm-OCH2COn-,共聚物,均聚物,例：,24,1.2 高分子的基本概念,
