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1、现现代代文文明明的的三三大大支支柱柱l信息技术信息技术 材材材材 料料料料 能能能能 源源源源高分子概论高分子概论材料材料金属材料金属材料无机非金属材料无机非金属材料高分子材料高分子材料天然天然高分子材料高分子材料合成高分子材料合成高分子材料棉花棉花羊毛羊毛天然橡胶天然橡胶塑料塑料合成纤维合成纤维黏合剂黏合剂涂料涂料合成橡胶合成橡胶等等衣衣食食住住行行工业工业农业农业医药医药科技科技国防国防等等等等材料的分类木材木材高分子重要性一、高分子材料在现代材料中的地位一、高分子材料在现代材料中的地位 四大材料四大材料:无机材料、金属材料、高分子材料和木材。无机材料、金属材料、高分子材料和木材。人类从起
2、源以来就同高分子结下了不解之缘。人类从起源以来就同高分子结下了不解之缘。如按体如按体积计算，全世界塑料的产量在积计算，全世界塑料的产量在9090年代初已超过钢铁，说年代初已超过钢铁，说明高分子材料在世界经济发展中的作用已变得越来越重明高分子材料在世界经济发展中的作用已变得越来越重要。要。高分子材料迅速发展的原因：高分子材料迅速发展的原因：1 1，高分子材料本身具有十分优良的，高分子材料本身具有十分优良的力学性能力学性能(软软硬硬)和和加工性能加工性能。2 2，原料丰富，适合现代化生产，经济效益高，原料丰富，适合现代化生产，经济效益高;且且不不受地域、气候的限制受地域、气候的限制，也不受自然灾害
3、的影响。，也不受自然灾害的影响。二、高分子材料对社会经济发展的影响二、高分子材料对社会经济发展的影响1 1，机械工业：，机械工业：塑料轴承、塑料齿轮；塑料轴承、塑料齿轮；2 2，电子、电气工业：，电子、电气工业：各种绝缘零部件；各种绝缘零部件；3 3，化学工业：，化学工业：普遍采用塑料管道和塑料衬里的贮槽。普遍采用塑料管道和塑料衬里的贮槽。4 4，建筑业中：，建筑业中：内外墙涂料、排水排污管道、隔音隔热内外墙涂料、排水排污管道、隔音隔热材料以及门窗等正在逐步采用高分子材料以及门窗等正在逐步采用高分子材料，塑料房屋；材料，塑料房屋；高分子材料的广泛应用促进了高分子材料的广泛应用促进了生产力生产力
4、的发展，也使传的发展，也使传统的统的生产方式生产方式和和生产工艺生产工艺发生了巨大的变革。发生了巨大的变革。5 5，交通运输方面：，交通运输方面：轮胎，车箱和机舱的装饰等轮胎，车箱和机舱的装饰等6 6，农业：，农业：农用薄膜，薄膜育秧，蔬菜和水果的农用薄膜，薄膜育秧，蔬菜和水果的保鲜保鲜7 7，国防现代化和科学技术现代化方面国防现代化和科学技术现代化方面：火箭、火箭、导弹、超音速飞机、原子能设备、大规模集成导弹、超音速飞机、原子能设备、大规模集成电路以及轻型军事装备等所需要的各种零部件电路以及轻型军事装备等所需要的各种零部件；8 8，印刷业印刷业：感光高分子树脂；感光高分子树脂；(预涂感光版预
5、涂感光版)。9 9，医学：医学：人工脏器，人工角膜，隐形眼镜。人工脏器，人工角膜，隐形眼镜。第一章 绪论第一节 高分子科学简史第二节 高分子基本概念第三节 聚合物的平均分子量和分子量分布第四节 高分子化合物的命名第五节 高分子化合物的分类第六节 聚合反应分类本章要点1 1，高分子基本概念及高分子特点；，高分子基本概念及高分子特点；2 2，相对分子量及其分布，相对分子量及其分布；3 3，高分子结构式和聚合反应方程式的书写规，高分子结构式和聚合反应方程式的书写规范；范；4 4，高分子化合物的命名和分类方法；，高分子化合物的命名和分类方法；5 5，加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚，加成聚合与缩合
6、聚合；连锁聚合与逐步聚合合第一节第一节 高分子科学简史高分子科学简史天然高分子天然高分子的直接利用的直接利用天然高分子天然高分子的化学改性的化学改性天然橡胶的硫化、硝化纤维、乙天然橡胶的硫化、硝化纤维、乙酸纤维素的合成等酸纤维素的合成等蛋白质、毛、皮、淀粉、棉麻、丝等蛋白质、毛、皮、淀粉、棉麻、丝等连锁聚合（自由基、自由基共聚、连锁聚合（自由基、自由基共聚、配位聚合、离子聚合配位聚合、离子聚合 ），缩聚反应），缩聚反应等等高分子合成高分子合成高分子时代高分子时代高分子科学的建立与发展 高分子工业：高分子工业：-公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造
7、纸、油漆、虫胶等油漆、虫胶等高分子科学：高分子科学：-1833-1833年，年，BerzeliusBerzelius 提出提出 “PolymerPolymer”一词，指以共价键、一词，指以共价键、非共价键联结的聚集体非共价键联结的聚集体1、十九世纪之前：天然高分子的利用高分子工业：高分子工业：-1838 -1838 C.N.Goodyear C.N.Goodyear 天然橡胶硫化天然橡胶硫化-1845 -1845 C.F.Schobein C.F.Schobein 硝化纤维硝化纤维-1868 -1868 J.W.Hyatt J.W.Hyatt 硝化纤维塑料硝化纤维塑料-1889 -1889 建
8、成最早的人造丝工厂建成最早的人造丝工厂-1900 -1900 英国建成年产英国建成年产10001000t t粘胶纤维工厂粘胶纤维工厂高分子科学：高分子科学：-1870 -1870 提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子-1892 1892 W.A.Tilden W.A.Tilden 确定天然橡胶干馏产物异戊二烯确定天然橡胶干馏产物异戊二烯 结构式结构式2 2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：高分子工业：-1907 -1907 L.Backeland L.Backeland 酚醛树脂酚醛树脂-1911 -1911 丁
9、钠橡胶丁钠橡胶-1914 -1914 醋酸纤维和塑料醋酸纤维和塑料-1925 -1925 醋酸乙烯工业化醋酸乙烯工业化-1928 -1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯高分子科学：高分子科学：-1902 -1902 提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构-1907 -1907 W.Ostwold W.Ostwold 提出分子胶体概念提出分子胶体概念-1920 -1920 H.H.StaudingerStaudinger 提出提出“共价键连接的大分子共价键连接的大分子”之现代高分子概念之现代高分子概念3 3、二十世纪初叶：高分子工业
10、和科学的创立的准备时期、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期高分子工业：高分子工业：-塑料：塑料：PVC(1931)PVC(1931)、PS(1934)PS(1934)、LDPE(1939)LDPE(1939)、ABS(1948)ABS(1948)-橡胶：氯丁胶橡胶：氯丁胶(1931)(1931)、丁基胶、丁基胶(1940)(1940)、丁苯胶、丁苯胶(1940)(1940)-纤维：纤维：PVC(1931)PVC(1931)、尼龙尼龙-66(1938)-66(1938)、PET(1941)PET(1941)、维纶维纶（19481948）高分子科学：高分子科学：-1932 -1932
11、H.Staudinger H.Staudinger 高分子有机化合物出版高分子有机化合物出版 -1929 -1929 W.H.Carothers.W.H.Carothers.P.J.Floury P.J.Floury 缩聚反应理论缩聚反应理论-1932 -1932 W.Kuhn,K.H.Mayer W.Kuhn,K.H.Mayer 橡胶弹性理论橡胶弹性理论-1935 1935 H.Mark,F.R.Mayo,et al H.Mark,F.R.Mayo,et al 链式聚合反应和共链式聚合反应和共 聚合理论聚合理论-1942 -1942 P.J.Flory,M.L.Huggins,et al P
12、.J.Flory,M.L.Huggins,et al 高分子溶液理高分子溶液理论论-40-40年代年代 Harkin-Smith-Ewart Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理论乳液聚合理论4 4、二十世纪、二十世纪30-4030-40年代：高分子工业和科学的创立时期年代：高分子工业和科学的创立时期高分子工业：高分子工业：-HDPE HDPE（195355195355）、）、PPPP（195557195557）、）、PC PC（19571957）-石油化工产品的石油化工产品的80%80%用于高分子工业用于高分子工业-塑料以两倍于钢铁的速率增长（塑料以两倍于钢铁的速率增长（1215
13、%/1215%/年）年）高分子科学：高分子科学：-195356 -195356 Ziegler-Natta Ziegler-Natta 催化剂和配位阴离子聚合催化剂和配位阴离子聚合-50-50年代年代 Szwarc Szwarc 阴离子活性聚合阴离子活性聚合 Kennedy Kennedy 阳离子聚合阳离子聚合-1957 -1957 A.Keller A.Keller 获得聚乙烯单晶获得聚乙烯单晶5 5、二十世纪、二十世纪5050年代：现代高分子工业确立、合成化学大发展时期年代：现代高分子工业确立、合成化学大发展时期高分子工业：高分子工业：-通用塑料：通用塑料：PE、PP、PVC、PS(80%
14、)、PF、UF、PU、UP（20%）-工程塑料：工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、-合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶丁腈胶-合成纤维：合成纤维：PET、PAN、PP、PVA、nylon高分子科学：高分子科学：-各种热谱、力谱、电镜、各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：手段的应用：1960高分辨率高分辨率NMR、1964GPC的使用的使用-结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入6 6、二十世纪、二十世纪6060年代：高分子物理大发展时期年代：高分子
15、物理大发展时期高分子工业：高分子工业：-生产的高效化、自动化、大型化：生产的高效化、自动化、大型化：塑料塑料6000万万t、橡胶橡胶700万万t、化纤化纤6000万万t、-高分子合金，如高分子合金，如HIPS-高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子科学：高分子科学：-197178导电高分子导电高分子-1973Kevlar纤维纤维7 7、二十世纪、二十世纪7070年代：高分子工程科学大发展时期年代：高分子工程科学大发展时期高分子工业：高分子工业：-80年代初，三大合成材料产量超过年代初，三大合成材料产量超过10亿亿t，其中塑料其中塑料8500万万t，以体积
16、计超过钢铁的产量以体积计超过钢铁的产量-精细高分子、功能高分子、生物医学高分子精细高分子、功能高分子、生物医学高分子高分子科学：高分子科学：-提出分子设计概念提出分子设计概念-1983O.W.Webster基团转移聚合基团转移聚合-1994王锦山王锦山原子（基团）转移自由基聚合原子（基团）转移自由基聚合8 8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化存在问题1 1，天天然然资资源源受受到到自自然然条条件件的的极极大大限限制制，不不能能满满足足人人类类社社会会飞飞速速增增长长的的需需要要。只只靠靠天天然资源远远不能满足需要。然资源远远不能满足需要。2 2，天然材
17、料的性能也有很多的不足之处天然材料的性能也有很多的不足之处。棉棉花花的的吸吸湿湿性性虽虽然然很很好好，制制成成内内衣衣穿穿着着十十分分舒舒适适，但但棉棉花花的的纤纤维维较较短短，纺纺制制出出来来的的纤纤维维强强度度较较差差；棉棉纤纤维维不不耐耐酸酸，也也不不耐耐虫虫蛀蛀和和霉霉变变，与与尼尼龙龙等等合合成成高高分分子子纤纤维维相相比比其其使使用用耐耐久久性性要要差差很很多多。因因此此，棉纤维的使用受到很大的限制。棉纤维的使用受到很大的限制。三天打鱼、两天晒网、三天打鱼、两天晒网、竹纤维竹纤维、蛋白质蛋白质纤维纤维3 3，大大量量使使用用天天然然材材料料也也造造成成自自然然资资源源的的极极大大浪
18、浪费费。以以木木材材为为例例，一一棵棵生生长长1010年年的的大大树树全全部部做做成成板板材材的的利利用用率率仅仅17%17%左左右右。这这种种对对天天然然资资源源的的浪浪费费，实实际际上上是是对对环环境境的的极极大大破破坏坏，造造成成天天然然资资源源的的匮匮缺缺和环境的恶化。和环境的恶化。至至于于高高分分子子材材料料的的应应用用所所带带来来的的“白白色色污污染染”问问题题，从从根根本本上上讲讲，这这并并不不是是高高分分子子材材料料本本身身的的过过错错，只只要要我我们们增增强强环环保保意意识识，做做好好高高分分子子废废弃弃物物的回收和综合利用，的回收和综合利用，“白色污染白色污染”是不难解决的
19、。是不难解决的。世界没有垃圾，只有放错地方的资源世界没有垃圾，只有放错地方的资源高分子科学的发展方向主要体现在以下这三个方面主要体现在以下这三个方面:1 1，从传统的结构材料向具有光、，从传统的结构材料向具有光、电电、声、声、磁磁、生物生物和和分离分离等效应的等效应的功能材料功能材料的延伸。的延伸。2 2，高分子结构材料向高强度、高韧性、耐高，高分子结构材料向高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件等温、耐极端条件等高性能材料高性能材料发展。发展。3 3，高分子材料的结构和性能关系的研究从定，高分子材料的结构和性能关系的研究从定性进入半定量或定量，并进行性进入半定量或定量，并进行分子设计分子设计。第
20、二节第二节 高分子基本概念高分子基本概念高分子高分子也叫也叫高分高分子化合物子化合物，是指，是指重复单元（主要）重复单元（主要）通过共价键连结通过共价键连结而成的、分子量而成的、分子量很高很高(通常为通常为10104 410106 6)的一类化的一类化合物合物高分子化合物、大分子化合物、高高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物分子、大分子、高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用这些术语一般可以通用Macromolecules,High Polymer,Macromolecules,High Polymer,PolymerPolymer重复单元、共价键、分子量高、化合物重复单元
21、、共价键、分子量高、化合物一、一、什么是高分子？什么是高分子？高分子定义要点高分子定义要点例：金刚石中的碳原子位于正四面体的中心，周围例：金刚石中的碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。因此，可以把一块完美的、坚固的骨架结构。因此，可以把一块完美的金刚石晶体看成一个分子量巨大的、用共价的金刚石晶体看成一个分子量巨大的、用共价键连接的分子。那么，金刚石是高分子吗？为键连接的分子。那么，金刚石是高分子吗？为什么？什么？l l合成聚合物的起始原料称为单体（Monomer）l l在大分子链中出现的以单体结构为基
22、础的原子团称为结构单元（Structure unit）a.a.由一种结构单元组成的高分子由一种结构单元组成的高分子第一种情况：第一种情况：第一种情况：第一种情况：一个大分子往往是由许多相同的、简一个大分子往往是由许多相同的、简一个大分子往往是由许多相同的、简一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。单的结构单元通过共价键重复连接而成。单的结构单元通过共价键重复连接而成。单的结构单元通过共价键重复连接而成。例如：聚氯乙烯例如：聚氯乙烯例如：聚氯乙烯例如：聚氯乙烯l ln n 表示表示重复单元数，重复单元数，在此等于在此等于聚合度聚合度l l聚合度聚合度（Degree o
23、f polymerizationDegree of polymerization）聚合度是衡量高分子大小的一个指标。聚合度是衡量高分子大小的一个指标。有两种表示法：有两种表示法：oo以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的结构单元数目表示，记作oo以大分子链中的重复单元数目表示，记作以大分子链中的重复单元数目表示，记作结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节l l结构单元有时也称为单体单元l l 重复单元，也称为链节数在这里在这里在这里在这里,两种聚合度相等，都等于两种聚合度相等，都等于两种聚合度相等，都等于两种
24、聚合度相等，都等于n n n nn n第二种情况：第二种情况：第二种情况：第二种情况：单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子式中式中式中式中:是高分子的分子量；是高分子的分子量；是高分子的分子量；是高分子的分子量；M M M M0 0 0 0 是结构单元的分子量是结构单元的分子量是结构单元的分子量是结构单元的分子量由聚合度可计算出高分子的分子量：由聚合度可计算出高分子的分子量：由聚合度可计算出高分子的分子量：由聚合度可计算出高分子的分子量：结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节结
25、构单元重复单元链节结构单元重复单元链节 单体单元单体单元单体单元单体单元6-6-氨基己酸氨基己酸尼龙尼龙6 6此时此时此时此时，两种结构单元构成一个重复单元两种结构单元构成一个重复单元两种结构单元构成一个重复单元两种结构单元构成一个重复单元结构单元结构单元结构单元结构单元MM1 1结构单元结构单元结构单元结构单元MM2 2重复结构单元重复结构单元重复结构单元重复结构单元b b：由两种结构单元组成的高分子由两种结构单元组成的高分子合成尼龙合成尼龙合成尼龙合成尼龙-66-66-66-66则具有另一特征：则具有另一特征：则具有另一特征：则具有另一特征：己二胺己二胺(单体单体1)己二酸己二酸单体单体2
26、（尼龙尼龙-66的第一个的第一个6表示二元胺的碳原子数表示二元胺的碳原子数）结构单元结构单元 重复单元重复单元 单体单元单体单元n n单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 但是但是,重复单元链节重复单元链节例：聚苯乙烯、尼龙例：聚苯乙烯、尼龙6666的聚合度（结构单元数）的聚合度（结构单元数）均为均为600600，试计算它们的分子量。，试计算它们的分子量。结构单元结构单元结构单元结构单元11结构单元结构单元结构单元结构单元2 2重复结构单元重复结构单元重复结构单元重复结构单元己二胺己二胺(单体单体1)己二酸己二酸单体单体2二、高分子化合物的基本特征二、高
27、分子化合物的基本特征1 1、高分子难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶、高分子难溶，甚至不溶，溶解过程往往要经过溶胀阶段，溶液粘度比同浓度的小分子高得多；胀阶段，溶液粘度比同浓度的小分子高得多；2 2、分子之间的作用力大、分子之间的作用力大,只有液态和固态只有液态和固态,不能汽化；不能汽化；3 3、固体聚合物具有一定的力学强度、固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜。可抽丝、能制膜。一、分子量大一、分子量大分子量大是高分子的根本性质，高分子的许多特分子量大是高分子的根本性质，高分子的许多特殊性质都与分子量大有关，如：殊性质都与分子量大有关，如：4 4、分子链很长（一般在、分子链很长（一般
28、在10102 210104 4nmnm ）5 5、分子结构有特点（重复单元）、分子结构有特点（重复单元）分子形态多样分子形态多样6 6、具有与小分子完全不同的性能、具有与小分子完全不同的性能（高软化点，（高软化点，高强度，高弹性、溶液高粘度等）高强度，高弹性、溶液高粘度等）。分子量多大才算是高分子？分子量多大才算是高分子？其实，并无明确界限，一般n n高分子的强度与分子量密切相关-1000 -10000 -1000 -10000 -1000 -10000 -1000 -10000 (85000)M M(80077)(80077)M Mn n(40000)(40000)，M M略低于略低于M M
29、w w2.2.M Mn n靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分对部分对M Mn n影响较大影响较大3.3.M Mw w靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分对部分对M Mw w影响较大影响较大4.4.一般用一般用M Mw w来表征聚合物比来表征聚合物比M Mn n更恰当，因为聚合更恰当，因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子中较大的分子M M=(83949)=(83949)(0.9)0.9)说明说明二、高聚物分子量分布二、高聚物分子量分布1.1.高
30、分子分子量多分散性高分子分子量多分散性分子量分布指数分子量分布指数高聚物是由分子量不等的同系物的混合物所组成。这高聚物是由分子量不等的同系物的混合物所组成。这种分子量的不均一性称为种分子量的不均一性称为分子量多分散性分子量多分散性，以，以分布指分布指数（数（d）表示表示。即重均分子量与数均分子量的比值，。即重均分子量与数均分子量的比值，Mw/MnMw/Mn分子量分布情况分子量分布情况1均一分布（单分散）均一分布（单分散）接近接近1(1.52）分布较窄分布较窄远离远离1(2050)分布较宽分布较宽分子量分布曲线：将高分子样品分成不同分子量的级分，这一实验操作称为分级以被分离的各级分的以被分离的各
31、级分的重量分率对平均分子重量分率对平均分子量作图，得到量作图，得到分子量分子量重量分率分布曲线重量分率分布曲线。可通过曲线形状，直可通过曲线形状，直观判断分子量分布的观判断分子量分布的宽窄宽窄分级的实验方法分级的实验方法 逐步沉淀分级逐步沉淀分级 逐步溶解分级逐步溶解分级 GPC(GPC(凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱重重量量分分率率1 12 2重重量量分分数数 M Mn n M Mv v M Mw w M Mz z聚合物的分子量分布曲线聚合物的分子量分布曲线2.2.高分子分子量多分散性高分子分子量多分散性分子量分布曲线分子量分布曲线a.a.高分子量的部分使聚合物强度增加，高分子量的部分使聚合物强度
32、增加，但加工成型时塑化困难但加工成型时塑化困难b.b.低分子量部分使聚合物强度降低，但低分子量部分使聚合物强度降低，但易于加工易于加工c.c.不同用途的聚合物应有其合适的分子不同用途的聚合物应有其合适的分子量量分子量分布可较宽分子量分布可较宽分子量分布可较宽分子量分布可较宽合成纤维合成纤维合成纤维合成纤维塑料薄膜塑料薄膜塑料薄膜塑料薄膜橡胶橡胶橡胶橡胶分布分布分布分布:分子量分布易窄分子量分布易窄分子量分布易窄分子量分布易窄三、分子量分布对聚合物性能的影响三、分子量分布对聚合物性能的影响第四节第四节 高分子化合物的命名高分子化合物的命名一、一、一、一、IUPACIUPAC系统命名法命名系统命名
33、法命名1 1 1 1，确定重复单元结构确定重复单元结构确定重复单元结构确定重复单元结构2 2 2 2，排出次级单元（排出次级单元（排出次级单元（排出次级单元（subunitsubunitsubunitsubunit）的次序的次序的次序的次序。两个原则。两个原则。两个原则。两个原则:先写侧基最少的元素，再写有取代的亚甲先写侧基最少的元素，再写有取代的亚甲先写侧基最少的元素，再写有取代的亚甲先写侧基最少的元素，再写有取代的亚甲基，然后写亚甲基基，然后写亚甲基基，然后写亚甲基基，然后写亚甲基3 3 3 3，给重复单元命名，给重复单元命名，给重复单元命名，给重复单元命名，在前面加在前面加在前面加在前面
34、加“聚聚聚聚”字字字字例如例如例如例如:聚聚(1苯基乙烯苯基乙烯)CH CH2n2聚聚亚甲基亚甲基 聚氧化亚甲基聚氧化亚甲基 聚聚(氧羰基氧氧羰基氧-1,4-1,4-苯撑苯撑异丙叉异丙叉-1,4-1,4-苯撑苯撑)聚聚(亚胺基六次甲亚胺基六次甲基亚胺基己二酰）基亚胺基己二酰）二、习惯命名法二、习惯命名法1 1，以，以单体名为基础单体名为基础进行命名，在前面加进行命名，在前面加“聚聚”字字 乙烯乙烯 丙烯丙烯 氯乙烯氯乙烯 甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯 聚乙烯聚乙烯 聚丙烯聚丙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯2 2，按，按聚合物的组成命名聚合物的组成命名，有两种单体合成的共
35、聚物，常，有两种单体合成的共聚物，常摘取两单体的简名，在后面加摘取两单体的简名，在后面加“树脂树脂”、“橡胶橡胶”二二字字 如如 苯苯酚酚 甲甲醛醛 酚醛树脂酚醛树脂 尿尿素素 甲甲醛醛 脲醛树脂脲醛树脂 丙三丙三醇醇 邻苯二甲邻苯二甲酸酸酐酐 醇酸树脂醇酸树脂 丁丁二烯二烯 苯苯乙烯乙烯 丁苯橡胶丁苯橡胶4 4，商品名，商品名 合成纤维最普遍，我国以合成纤维最普遍，我国以“纶纶”作为合成纤维的后作为合成纤维的后缀缀 涤纶涤纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）PETPET 丙纶丙纶 聚丙烯聚丙烯 PPPP 腈纶腈纶 聚丙烯腈聚丙烯腈 PANPAN 氯纶氯纶 聚氯乙烯聚氯
36、乙烯 PVCPVC 维尼纶维尼纶 聚乙烯醇缩甲醛聚乙烯醇缩甲醛 PVF PVF 氨纶氨纶 聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯 PUPU 聚酰胺聚酰胺 聚酯聚酯 聚氨酯聚氨酯(聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯)聚醚聚醚3 3，按聚合物中所含的，按聚合物中所含的官能团官能团来命名来命名O O -C C-O O-N NH H-C C-O O-O OO O -C C-N NH H-O O-第一个数字表示二元胺的碳原子数第一个数字表示二元胺的碳原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数第二个数字表示二元酸的碳原子数只附一个数字表示内酰胺或氨基酸只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数的碳原子数数字含义数字含义锦纶锦纶 聚酰胺（
37、尼龙），后面加数字区别聚酰胺（尼龙），后面加数字区别另外，聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃、聚醋酸乙烯另外，聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃、聚醋酸乙烯酯乳胶白胶、乳胶、白乳胶。酯乳胶白胶、乳胶、白乳胶。尼龙尼龙66 66 聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺尼龙尼龙1010 1010 聚癸二酰癸二胺（聚癸二酰癸二胺（guigui ）尼龙尼龙6 6 聚己内酰胺聚己内酰胺第五节第五节 高分子化合物的分类高分子化合物的分类一、根据高分子的一、根据高分子的来源来源可分为：可分为：1 1，天然高分子天然高分子：自然界中存在的高分子化合物。自然界中存在的高分子化合物。2 2，人造高分子人造高分子：将天然高分子经化学处理后制成的
38、将天然高分子经化学处理后制成的高分子化合物。高分子化合物。3 3，合成高分子合成高分子：由小分子化合物用化学方法聚合得由小分子化合物用化学方法聚合得到的高分子化合物到的高分子化合物 。二、根据高分子材料的二、根据高分子材料的用途用途可分为：可分为：塑料塑料,橡胶橡胶,纤维纤维,涂料涂料,胶粘剂和功能高分子胶粘剂和功能高分子等等1,1,橡胶橡胶：具有良好的具有良好的延伸性延伸性和和回弹性回弹性，弹性模弹性模量较低量较低。橡胶大多为。橡胶大多为热固性高分子热固性高分子。近年来也发展了热塑性弹性体，例如近年来也发展了热塑性弹性体，例如SBSSBS、TPOTPO、TPUTPU等。等。2 2，纤维：，纤
39、维：在外观上为在外观上为纤维状纤维状，弹性模量很高弹性模量很高。对温度的敏感性较低，尺寸稳定性良对温度的敏感性较低，尺寸稳定性良好。重要的化学纤维高分子有涤纶树好。重要的化学纤维高分子有涤纶树脂、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯等。脂、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯等。3 3，塑料：，塑料：其性能一般介于其性能一般介于橡胶橡胶和和化学纤维化学纤维之间。之间。4 4，涂料涂料：在一定条件下能在一定条件下能成膜成膜，对基材起到装饰和，对基材起到装饰和保护作用。大部分高分子均可用作涂保护作用。大部分高分子均可用作涂料。重要的涂料高分子有：聚丙烯酸料。重要的涂料高分子有：聚丙烯酸酯、聚酯树脂、氨基树脂、聚氨酯、酯、聚酯
40、树脂、氨基树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂有机硅树脂等。醇酸树脂、酚醛树脂有机硅树脂等。5 5，胶胶粘粘剂剂：对对基基材材有有很很高高的的粘粘结结性性，通通过过其其可可将将不不同同材材质质的的材材料料粘粘合合在在一一起起。重重要要的的胶胶粘粘剂剂高高分分子子有有：环环氧氧树树脂脂、聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯、聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯、聚聚氨氨酯酯、聚聚乙乙烯烯醇等。醇等。6 6，功能高分子：，功能高分子：一些具有特殊功能的高分子，如一些具有特殊功能的高分子，如导电性、感光性、高吸水性、高选择导电性、感光性、高吸水性、高选择吸附性、药理功能、医疗功能等吸附性、药理功能、医疗功能等,是近是近年来高分子研
41、究中最活跃的领域。年来高分子研究中最活跃的领域。三、按高分子三、按高分子主链的元素结构主链的元素结构可分为：可分为：1 1，碳链聚合物碳链聚合物：高分子主链完全由碳原子组成高分子主链完全由碳原子组成 绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类 如：如：PEPE，PPPP，PSPS，PVCPVC2 2，杂链聚合物杂链聚合物：大分子主链中除碳原子外，还有大分子主链中除碳原子外，还有O O、N N、S S等杂原等杂原子子 如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚3 3，元素有机聚合物元素有机聚合物：大分子主链中没有碳原子，主要由大分子主链中没有碳原子
42、，主要由SiSi、B B、AlAl、O O、N N、S S、P P 等原子组成，侧基则由有机基团组成等原子组成，侧基则由有机基团组成 如：硅橡胶如：硅橡胶四、按四、按高分子分子形状高分子分子形状可分为：可分为：1 1，线型高分子线型高分子：高分子链是高分子链是线状线状的，不带支链。的，不带支链。如如,聚丙烯聚丙烯PPPP、聚苯乙烯聚苯乙烯PSPS等。等。2 2，支型高分子支型高分子：在线型高分子主链上带有许多在线型高分子主链上带有许多支链支链。如如,高压聚乙烯高压聚乙烯LDPELDPE等。等。3 3，体型高分子体型高分子：可以看成是可以看成是线型链或支型链线型链或支型链之间由化之间由化学键连结
43、而成的学键连结而成的交联结构交联结构的高分子。的高分子。如如,脲醛树脂，酚醛树脂，环氧树脂脲醛树脂，酚醛树脂，环氧树脂等。等。线型 支链型 体型五、按五、按高分子受热后的形态变化高分子受热后的形态变化可分为：可分为：1 1，热塑性高分子热塑性高分子：在受热后会从在受热后会从固体状态固体状态逐步转变为逐步转变为流流动状态动状态，这种转变理论上，这种转变理论上可重复无穷多次可重复无穷多次；或者说，热塑性高分子是可以或者说，热塑性高分子是可以再生再生的。的。聚聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和涤乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和涤纶树脂纶树脂等均为热塑性高分子。等均为热塑性高分子。2 2，热固性高
44、分子热固性高分子：在受热后先转变为流动状态，进一步在受热后先转变为流动状态，进一步加热则转变为固体状态。这种加热则转变为固体状态。这种转变是不转变是不可逆的可逆的。换言之，热固性高分子是。换言之，热固性高分子是不可不可再生再生的。能通过加入固化剂使流体状转的。能通过加入固化剂使流体状转变为固体状的高分子，也称为热固性高变为固体状的高分子，也称为热固性高分子。分子。酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、硫化橡胶不饱和聚酯、硫化橡胶等。等。第六节第六节 聚合反应分类聚合反应分类一、按一、按单体单体和和聚合物聚合物在在组成组成和和结构结构上发生的变化分类上发生的变化
45、分类1，加聚反应加聚反应：烯类单体，通过打开双键互相连接形成聚合：烯类单体，通过打开双键互相连接形成聚合物的反应；其产物称为加聚物。如：物的反应；其产物称为加聚物。如：a.加聚反应往往是烯类单体加聚反应往往是烯类单体键加成的聚合反应，键加成的聚合反应，无官能团结构特征，多是碳链聚合物无官能团结构特征，多是碳链聚合物;b.加聚物的元素组成与其单体相同，仅电子结构有加聚物的元素组成与其单体相同，仅电子结构有所改变所改变;c.加聚物分子量是单体分子量的整数倍。加聚物分子量是单体分子量的整数倍。特点特点：2 2，缩聚反应缩聚反应：通常是由单体分子的官能团间发生反应，伴随：通常是由单体分子的官能团间发生
46、反应，伴随有水、醇等小分子副产物生成，其产物称为缩聚物。如：有水、醇等小分子副产物生成，其产物称为缩聚物。如：特点：特点：a.a.缩聚反应通常是官能团间的聚合反应；缩聚反应通常是官能团间的聚合反应；b.b.反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等；反应中有低分子副产物产生，如水、醇、胺等；c.c.缩聚物中往往留有官能团的结构特征缩聚物中往往留有官能团的结构特征,如如-OCO-OCO-NHCO-NHCO-，故大部分缩聚物都是杂链聚合物；故大部分缩聚物都是杂链聚合物；d.d.缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量缩聚物的结构单元比其单体少若干原子，故分子量不再是单体分子量的整数倍。不再是单体
47、分子量的整数倍。二、按聚合反应的二、按聚合反应的反应机理反应机理和和动力学动力学分分类类1 1、连锁聚合连锁聚合 （一旦引发，迅速生成大分子的一旦引发，迅速生成大分子的反应。反应。绝大多数烯类单体的加聚反应：白乳胶绝大多数烯类单体的加聚反应：白乳胶）按聚合的活性中心可分为：按聚合的活性中心可分为：特点特点：a.由链引发、链增长、链终止等基元反应组成由链引发、链增长、链终止等基元反应组成b.各步的反应速率和活化能差别不大，体系始终由单各步的反应速率和活化能差别不大，体系始终由单体、高分子量聚合物和微量引发剂组成，体、高分子量聚合物和微量引发剂组成，c.分子量随时间没有变化，而转化率随时间而增加分
48、子量随时间没有变化，而转化率随时间而增加 自由基聚合自由基聚合 阴离子聚合阴离子聚合 阳离子聚合阳离子聚合 配位聚合配位聚合阴离子活性聚合：阴离子活性聚合：特征：特征：a.a.链增长聚合机理链增长聚合机理b.b.引发极快、增长较慢、无终止（活性聚合）引发极快、增长较慢、无终止（活性聚合）c.c.聚合物的分子量随单体转化率成线性增加聚合物的分子量随单体转化率成线性增加2、逐步聚合反应逐步聚合反应（由低分子单体转化为高聚物的反应是逐（由低分子单体转化为高聚物的反应是逐步的，随时步的，随时可以停止可以停止反应，分离出各种聚反应，分离出各种聚合度（分子量）的产物。合度（分子量）的产物。脲醛树脂、酚醛脲
49、醛树脂、酚醛树脂树脂）特点：特点：a.反应逐步进行，每一步的反应速率和活化能大致相同反应逐步进行，每一步的反应速率和活化能大致相同b.反应起始单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物，短期反应起始单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物，短期转化率很高，低聚物之间可继续反应，分子量缓慢增加转化率很高，低聚物之间可继续反应，分子量缓慢增加c.体系由单体和分子量递增的一系列中间产物所组成体系由单体和分子量递增的一系列中间产物所组成区分：区分：缩聚缩聚缩聚缩聚和和和和逐步逐步逐步逐步聚合、聚合、聚合、聚合、加聚加聚加聚加聚和和和和连锁连锁连锁连锁聚合常常出现混淆聚合常常出现混淆聚合常常出现混淆聚合常常出现混
50、淆情况，将它们等同起来是不对的，应加以区别，情况，将它们等同起来是不对的，应加以区别，情况，将它们等同起来是不对的，应加以区别，情况，将它们等同起来是不对的，应加以区别，这是两种不同范畴的分类方案。这是两种不同范畴的分类方案。这是两种不同范畴的分类方案。这是两种不同范畴的分类方案。高分子化学的发展导致了许多新的高分子化学的发展导致了许多新的高分子化学的发展导致了许多新的高分子化学的发展导致了许多新的聚合方法聚合方法聚合方法聚合方法的的的的出现，如开环聚合、异构化聚合、氢转移聚合、出现，如开环聚合、异构化聚合、氢转移聚合、出现，如开环聚合、异构化聚合、氢转移聚合、出现，如开环聚合、异构化聚合、氢