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1、高分子第一章第一讲本讲稿第一页，共四十三页 课堂授课时间计划 32学时，本课程学分 为2分，上课时间2-9周 考试：11周，具体时间待定！课程教学计划本讲稿第二页，共四十三页主要参考书1、王槐三，寇晓康编著.高分子化学教程.2版.北京：科学出版社，20072、潘祖仁主编.高分子化学.3版.北京：化学工业出版社，北京，2006本讲稿第三页，共四十三页高分子科学获得的5项诺贝尔化学奖项德国学者H.Staudinger 创建高分子科学 1953年 K.Ziegler和G.Natta 配位聚合 1963年 美国人P.J.Flory 高分子化学及物理 1974年 美国人R.B.Merrifield 固相
2、合成 1984年 日本人白川英树、美国人艾伦.黑格和艾伦.马克迪尔米德等3人 导电高分子 2000年 本讲稿第四页，共四十三页书中编录几条高分子小常识书中编录几条高分子小常识 通用塑料与工程塑料 普通高分子材料的简单鉴别方法 高分子合金 乙丙橡胶 本讲稿第五页，共四十三页第1章 绪论高分子科学知识初步本章要点 高分子化合物的定义和特点 大分子结构式和聚合反应方程式书写格式 高分子化合物的7种分类及5种命名方法 高分子化合物的分子量及多分散性本讲稿第六页，共四十三页1.1 高分子基本概念 高分子化合物、高分子聚合物、高聚物、聚合物、大分子化合物等，对应的英文词汇为：polymer,highpol
3、ymer,macromolecule compound等。1.1.1高分子化合物的定义：所谓高分子化合物，系指那些由众众多多原原子子或或原原子子团团主要以以共共价价键键结合而成的相对分子质量在相对分子质量在一万以上一万以上的化合物。本讲稿第七页，共四十三页1.1.2 高分子化合物的特点（1）分子大，一般在10000以上；（2）化学组成比较简单，分子结构有规律性；通常含C、H、O、N元素，S、Cl、F、Si等也可能存在。由某些符合特定条件的低分子化合物通过聚合反应而生成，这类低分子化合物叫单体(monomer)。本讲稿第八页，共四十三页（3）各种合成聚合物的分子形态是多种多样的，如有线型、支链、
4、网状（体型）、环形、梯形等。（4）一般高分子化合物实际上是由相对分子质量大小不等的同系物组成的混合物，其相对分子质量只具有统计平均的意义。（5）由于高分子化合物相对分子质量很大，因而具有与低分子同系物完全不同的物理性能。本讲稿第九页，共四十三页再例如:甲基丙烯酸甲酯的沸点仅稍高于100，可是其聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA,即有机玻璃）的软化点也高于100。例如:乙烯和丙烯均为沸点很低的气体，而聚乙烯和聚丙烯却是可以耐受沸水温度的塑料；本讲稿第十页，共四十三页1.2 大分子结构式与聚合反应方程式1.2.1 聚合物大分子结构式的书面表达（1）将主链上化学组成和结构完全相同、可以重复的最小部分作
5、为“重复结构单元”写在方括弧内，如聚丙烯腈：本讲稿第十一页，共四十三页（2）在书写缩聚物大分子结构式的时候，通常都必须在重复单元的两端、方括号的外侧写出“端基”原子或原子团。如癸二酸与己二胺的缩合聚合反应：本讲稿第十二页，共四十三页（3）重复结构单元和结构单元的划分必须遵守相应的有机化学反应规则，如涤纶的合成：如果将涤纶的结构式写成：本讲稿第十三页，共四十三页聚合物 单 体 单体官能团 聚合物端基聚酰胺 二元酸+二元胺 HOOC,NH2 HO,H聚酯 二元酸+二元醇 HOOC,OH HO,H（4）一般缩聚物的端基与分子末端官能团是两个不同的概念。举例比较：（5）书写大分子结构式时，必须全面遵守
6、相关元素的价态原则，即碳4、氮3、氧2、氢1价在任何情况下都绝不能违反!本讲稿第十四页，共四十三页 甲基 CH3 Me 乙基 C2H5,CH2CH3 Et 乙撑 CH2CH2 (CH2)2基团名称 基本形式 简写形式 结构式本讲稿第十五页，共四十三页例如：乙烯醇即 CH2=CHOH”为单体合成聚乙烯醇。特别提醒：不得想当然地“自造”出事实上并不存在、或者制备非常困难的所谓“单体”。本讲稿第十六页，共四十三页1.2.2 聚合反应方程式的书写规范（1）首先写出单体的正确结构式；（2）正确书写聚合物的重复结构单元和大分子结构式；（3）对于缩聚反应，还应该写出聚合物的端基，再写出 生成的小分子；（4）
7、最后将反应方程式配平。本讲稿第十七页，共四十三页1.有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）：本讲稿第十八页，共四十三页2.尼龙尼龙-6:单体名称单体名称 6-氨基己酸氨基己酸本讲稿第十九页，共四十三页如果将尼龙如果将尼龙-6的聚合反应式写为：的聚合反应式写为：则是错误的，原因是写出了两个重复单元。则是错误的，原因是写出了两个重复单元。本讲稿第二十页，共四十三页 尼龙-6 有两种合成路线：（2）n HOOC(CH2)5NH2=HOOC(CH2)5NHnH+(n-1)H2O 己内酰胺本讲稿第二十一页，共四十三页3.聚聚6-羟基己酸酯羟基己酸酯:n HOOC(CH2)5OH =HOOC(CH2)5OnH+(n
8、-1)H2O如果按照下式书写如果按照下式书写:nHOOC(CH2)5OH+nHOOC(CH2)5OH =HO-OC(CH2)5O-OC(CH2)5On-H +(2 n-1)H2O 无疑也是错误的!本讲稿第二十二页，共四十三页4.尼龙尼龙-66(聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺):5.尼龙尼龙-610(聚癸二酰己二胺聚癸二酰己二胺)：本讲稿第二十三页，共四十三页6.涤纶涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯)有两条合成路线：有两条合成路线：2)n HO(CH2)2OOCC6H4COO(CH2)2OH =HO(CH2)2OOCC6H4COO(CH2)2OnH +(n1)HO(CH2)2OH本讲
9、稿第二十四页，共四十三页O(CH2)2OH HO(CH2)2OH +H 酯交换反应历程：酯交换反应历程：本讲稿第二十五页，共四十三页7.聚甲苯聚甲苯2，4二氨基甲酸丁二酯，简称聚氨酯，注意不能写作二氨基甲酸丁二酯，简称聚氨酯，注意不能写作 “聚胺脂聚胺脂”：本讲稿第二十六页，共四十三页本讲稿第二十七页，共四十三页本讲稿第二十八页，共四十三页 n OCNRNCO+n HOR OH =OCNHRNHCOOROn 习惯上均称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。氨基甲酸酯：H2NCOO R氨基甲酸:H2NCOOH胺基甲酸:RHNCOOH，R2NCOOH 胺基甲酸酯:RHNCOO R,R2NCOO R 本讲稿第
10、二十九页，共四十三页8.环氧树脂，环氧树脂，或双酚-A型环氧树脂：本讲稿第三十页，共四十三页环氧树脂聚合机理本讲稿第三十一页，共四十三页本讲稿第三十二页，共四十三页9.聚碳酸酯聚碳酸酯(聚聚2,2双双4,4羟基苯基羟基苯基丙烷碳酸酯丙烷碳酸酯)：本讲稿第三十三页，共四十三页10 丁腈橡胶：本讲稿第三十四页，共四十三页1.3.1 7 种分类方法种分类方法（2）按材料用途按材料用途分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂分为塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂 和功能高分子和功能高分子6大类。大类。（1）按来源按来源分天然及合成高分子两大类分天然及合成高分子两大类 （3）按主链元素按主链元素可分为碳链、杂链和
11、元素有机可分为碳链、杂链和元素有机3大类。大类。（4）按照制备高分子化合物的聚合反应类型聚合反应类型分为缩聚物缩聚物 和加聚物和加聚物 1.3 高分子化合物的分类及命名高分子化合物的分类及命名本讲稿第三十五页，共四十三页（5）按照化学结构类别分为聚酯、聚酰 胺、聚氨酯、聚烯烃等等。（6）按照热行为热行为分为热塑性聚合物和热固性聚合物。（7）按照相对分子质量大小相对分子质量大小分为高聚物、低聚物、齐聚物、预聚物等等。本讲稿第三十六页，共四十三页 1.3.2 5 5种命名方法种命名方法 聚合物 命名必须遵守的两条原则：（1）聚合物的名称既要表明其结构特征；（2）同时也要反映其与原料单体的联系。本讲
12、稿第三十七页，共四十三页1、“聚聚”+“单体名称单体名称”命名法命名法特别注意这种命名法仅限于由烯类单体合成的加成聚合物，不得用于缩聚物。例如：聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯等加聚物但是如将n HO(CH2)5COOH=HO(CH2)5COnOH+(n 1)H2O 命名为聚6-羟基己酸显然欠妥当。本讲稿第三十八页，共四十三页2、“单体名称单体名称”+“共聚物共聚物”命名法命名法常用于烯烃加聚共聚物的命名。例如St-MMA共聚物但是，如果将尼龙66命名为“己二酸己二胺共聚物”无疑是错误的。该方法只能用于加聚物而不得用于缩聚物！即：苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物本讲稿第三十九页，共四十三页3、单体
13、简称、单体简称+聚合物用途或物性类别命名法聚合物用途或物性类别命名法（1）一些由两种或两种以上单体合成的混缩聚物，取 单体简称再加“树脂”，例如：（苯）酚+（甲）醛 酚醛树脂；尿（素）+（甲）醛 尿醛树脂；(丙三)醇+(邻苯二甲)酸(酐)醇酸树脂；三聚氰胺+（甲）醛 密醛树酯 （melamine resin）本讲稿第四十页，共四十三页（2）合成橡胶通常在“橡胶”2字前加简称2字。如果是共聚物，则两种单体名称各取1字；如果是均聚物，两字既可能都取于该单体，也可能另1个 字取自引发剂，如：丁（二烯）+苯（乙烯）丁苯橡胶丁（二烯）+（丙烯）腈 丁腈橡胶（2-）氯（代）丁（二烯）氯丁橡胶 丁（二烯）+金属钠（催化剂）丁钠橡胶本讲稿第四十一页，共四十三页（3）采用英文后缀音译字“纶lon”命名具有纤维性状 的聚合物或说明其制成品的材质，例如：涤纶（纤维）由聚对苯二甲酸乙二（醇）酯纺制而成 腈纶（纤维）由聚丙烯腈纺制而成。本讲稿第四十二页，共四十三页维尼纶的合成反应：本讲稿第四十三页，共四十三页