高分子化学PPT课件-绪论.ppt

1,Polymer Chemistry 高分子化学,2,3,4,我被高分子包围了呀！,酚醛塑料,涤纶,聚氯乙烯,有机玻璃,聚苯乙烯,聚四氟乙烯,塑料,聚丙烯,5,6,7,高分子化学,阿斯匹林(Aspirin)是一个“古老”的解热镇痛药物，而缓释长效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春。近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林可分为三部分：高分子载体（聚甲基丙烯酸）；低分子药物（阿斯匹林）；作为桥梁作用的乙二醇。肠胃中水解变为阿斯匹林。,【高分子药物】现代医药发展方向之一：合成药物长效化和低毒化，其有效途径是低分子药物高分子化。例如可将药物分子连在安全无毒的高分子链上。缓释长效阿斯匹林的结构简式如下：,8,高分子化学,缓释长效阿斯匹林在体内的分解过程,人造器官组织,人造器官组织,人造器官组织,9,高分子化学,人造器官组织,人造器官组织,人造器官组织,【人造器官组织】由于某些合成高分子材料（如：有机硅聚合物、有机氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、醋酸纤维素等）与生物体中的天然高分子有极其相似的化学结构，生物相容性较好，较少受到排斥，安全无毒，可用于制作医用组织和人造器官的高分子材料。从皮肤到内脏，从血液到五官都有用医用高分子材料制成的人造器官组织，如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、人造骨髓等，最早应用的医用高分子材料是代替手术缝合线的聚乳酸。使聚乳酸作为外科手术的缝合线，因聚乳酸极易水解、缝合伤口愈合后，不需拆线，缝合线经体液水解为乳酸，由代谢循环排出体外。,10,高分子化学,人造器官组织,人造器官组织,人造器官组织,【光致变色高分子】螺苯并吡喃类衍生物是一类典型的光致变色化合物，将其引入纤维素类聚合物分子链上，用这种聚合物仿制的纤维就具有光致变色功能。变色反应式如下：,共轭链变化引起颜色变化,通过上述反应实现了人们的服装可以随光线强弱变化而变化。,11,主要成份是聚氯乙烯，表面附着一层金属。,光 盘,12,Chapter 1 绪论,本章内容,1.1 高分子的基本概念,1.2 高分子化合物的分类和命名,1.6 凝聚态及热转变,1.5 大分子微结构,1.4 分子量及其分布,1.3 聚合反应分类,（*）,（）,（*）,高分子化学,1.7 高分子材料和力学性能,（*）,13,教学目的及要求,掌握 基本概念、聚合反应分类;聚合物平均分子量、分子量分布的几种表示方法；熟悉 高分子特点；线型、支链和体型大分子以及高分子的微观结构、聚合物分类及命名方法；了解 高分子化学研究的主要问题，聚合物分子量、分子量分布对聚合物性能影响，聚合物的物理状态和主要性能、高分子材料和机械强度、高分子化学简史。,14,高分子化学既是一门应用科学，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”。属于高分子科学的一个分支.,高分子化学 学科地位,高分子化学,15,高分子化学,高分子化学,高分子化学是研究高分子合成和化学反应的科学。学习高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和聚合方法，以便合成出具有指定相对分子质量和相对分子质量分布、指定性能、能满足实际需要的高分子化合物。,研究目的,16,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、新用途的高聚物；开发功能高分子材料和生物工程高分子材料。,高分子化学,发展方向,17,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。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。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线团，这就是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，还可以通过各种物理的或化学的方法，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,18,1.1 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：这些术语有时可以通用）Macromolecules,High Polymer,Polymer,什么是高分子?,高分子是由许多简单结构单元主要通过共价键重复键接而成.且相对分子量高达104107.,19,高分子的特征相对分子质量很大,-103-104-107-低分子 过渡区（齐聚物）高聚物 超高分子量的聚合物,一般高分子的分子量在104107,20,高分子的特征共价键连接、由相同简单化学结构重复键接,21,22,结构单元,重复单元,单体单元,链 节,元素组成同电子结构异,n,聚合度（DP）,结构单元数,重复单元数,表示重复连接,23,1.1 高分子的基本概念,24,1.1 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,结构单元,重复单元,单体单元,链 节,单体（Monomer）,高分子化学,聚合反应,n,25,1.1 高分子的基本概念 高分子的三种组成情况,高分子化学,比较差异：,26,27,1.1 高分子的基本概念,28,1.2 高分子的基本概念,29,30,31,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。,32,解：已知-O(CH2)2O-结构单元分子量为60，-OC-C6H5-CO-结构单元分子量为132。由=（M+M）/2得：20000=（60+132）/2 则=208=/2=104,33,34,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,结构单元单体单元,1.1 高分子的基本概念,35,来 源,天然高分子：自然界天然存在的高分子,半天然高分子（改性）：经化学改性后的天然高分子,合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子,1.分类,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,36,37,38,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,聚合物的结构形态,线型聚合物,体型聚合物,指具有线型结构的聚合物。可溶可熔。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸甲酯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物,无规线团 折叠链 螺旋链,星型链 梳型链 交联链,指具有体型交联结构的聚合物。不熔不溶。为热固性聚合物。如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和聚氨酯等等。,39,按聚合物的热行为不同,热塑性聚合物,热固性聚合物,按聚合物的凝聚状态不同,橡胶态,部分结晶态,玻璃态,1.2 高分子化合物的分类和命名,40,41,（2）由两种单体经缩聚反应合成的高分子（表明或不表明产物类型）表明产物类型：“聚”+两单体生成的产物名称，如 对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫“聚对苯二甲酸乙二酯”己二酸和己二胺的缩聚产物叫“聚己二酸己二胺”不表明产物类型：单体名称或简称加后缀“树脂”或“橡胶”，如 苯酚和甲醛的缩聚产物叫“酚醛树脂”尿素和甲醛的缩聚产物叫“脲醛树脂”甘油（丙三醇）和邻苯二甲酸酐产物叫“醇酸树脂”丁二烯和苯乙烯产物叫“丁苯橡胶”,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,42,43,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,44,45,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,46,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,命名程序：(1)确定重复结构单元；(2)按规定排出重复结构单元中的次级单元（即取代基）的次序：主链上带取代基的C原子写在前，然后，（i）先排侧基最少的元素；（ii）再排有取代基的元素；（iii）当主链上有杂原子时，先排杂原子。(3)给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC命名规则给重复结构单元命名；(4)给重复结构单元命名，并冠以前缀“聚”。,IV.IUPAC系统命名法,47,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,48,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,49,50,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,51,1.2 高分子化合物的分类和命名,高分子化学,52,聚(氧化1-氟代亚乙基)聚氧化氟乙烯,