高分子化学 chap1绪论课件.ppt

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1、WANG Zhaoqun,1,高分子科学导论,南京大学化学化工学院高分子科学与工程系王 昭 群,Introduction of Polymer Science,WANG Zhaoqun,2,第一章 绪 论,1.高分子科学及其研究内容2.高分子的重要性和特点3.高分子科学的历史和发展4.高分子科学的研究趋势和应用5.高分子的一些基本概念6.高分子化合物的命名和分类,WANG Zhaoqun,3,高分子科学及其重要性,WANG Zhaoqun,4,何为高分子？,分子量大（10,000）由重复单元链接而成,长径比：103 105,Polyamideimide/聚酰胺酰亚胺的立体示意图,WANG Zh

2、aoqun,5,高分子/Polymer,单体/Monomer,合成高分子 由单体聚合而成,通过不同的聚合反应,WANG Zhaoqun,7,高分子科学,成型、加工,聚合物,结 构,性 能,改性,高分子化学反应,应 用,聚合,天然高分子,分子运动,高分子工程,高分子物理,高分子化学,小分子,基础性学科应用性学科,应用：高分子材料,WANG Zhaoqun,8,历史的划分,人类发展的历史证明，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带来巨大的变化，把人类物质文明和精神文明向前推进一步,历史的划分,材料,人类文明,WANG Zhaoqun,

3、9,旧石器 数百万年前,新石器 数十万年前,青铜器 数千年前,铁器数千年前,WANG Zhaoqun,10,高分子时代（20世纪下半叶）,三大合成材料：塑料、橡胶、纤维 其他合成材料：涂料、胶粘剂 复合材料 功能高分子材料,（200年不到）,在人类历史上，几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献。在二十世纪初，可靠的聚合方法的发现，加上有关高分子理论，物理和工程的巨大进展，导致并推动了一场材料革命，这场材料革命至今仍在继续地进行着。,O.Vogl,G.D.Jaycox,“Trends in Polymer Scinece”,WANG Zhaoqun,11,无处不在的高分

4、子,服装、面料玩具、生活用品电气产品外壳、绝缘体包装、装饰材料涂料、粘合剂隐形眼镜,衣食住行，尖端科技,WANG Zhaoqun,12,塑料制品的标识,一般在塑料瓶的底部有一个由三个箭头组成的三角形，当中有一个3-7的数字，箭头表示可回收利用,1 PET：适用于矿泉水、碳酸饮料（不耐油，70C以上易变形，有害物易溶出）2 HDPE：可装洗发、沐浴等清洗类3 PVC4 LDPE：常用于一般塑料制品如雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等，不宜用于食品包装5 PP：可用于微波炉6 PS：不宜用于强酸碱，温度高时释放有害物7 other：,四大通用塑料：,聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）、聚

5、丙烯（PP）,WANG Zhaoqun,13,以塑代钢在一定程度上，工程塑料的强度已经超过了钢铁,可应用于各个领域,高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一,WANG Zhaoqun,14,全世界高分子材料已超过2亿吨，虽然重量不及钢铁，但由于其比重仅为钢铁的1/71/8，因此，世界高分子材料总体积远远超过钢铁。发达国家钢铁的产量基本已经稳定了，但高分子材料的产量还在增长,三大合成材料：塑料、橡胶、纤维,WANG Zhaoqun,15,每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以

6、满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程中，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。,与全球每年产生的约500亿吨生物物质相比，聚合物的产量是如此的微不足道。然而，聚合物材料的使用却对全球经济产生了巨大的影响，它对美国GDP的贡献达到4%。当全世界人口比现在翻一番时，聚合物的生产规模可能是现在的三倍甚至四倍。,能源消耗,量效比,WANG Zhaoqun,16,高分子科学发展简史,WANG Zhaoqun,17,木材棉麻丝毛漆橡胶皮革各种树脂,各种天然的高分子材料,皮革的鞣制棉麻的丝光处理,改性,日常生活和生产,创建前蒙昧期,(

7、不知道其化学组成和结构),高分子科学的历史(时间短却发展迅猛),WANG Zhaoqun,18,合成树脂：德国开发出酚醛树脂（1907年）作为绝缘材料：俗称电木,醋酸纤维和塑料、醇酸树脂、聚乙烯醇,学科创建：本阶段的末期，高分子科学作为一个独立的学科初步建成,天然高分子的改性：橡胶的硫化（1839年），使天然橡胶实用化 硝基纤维素发明推动塑料工业的发展（1868年）,火药(N%:13%)赛璐珞塑料(11%)涂料(12%)胶片(12%),第一阶段高分子科学的创建(19世纪30年代-1930年),WANG Zhaoqun,19,高分子和聚合的概念得到普遍的接受,第二阶段重要发展阶段（1930-19

8、60年）,1936年，以纤维素乙酰化前后分子量变化极小的实验事实再次证实“链式大分子”观点的正确性，终于得到化学界普遍认可,H.Staudinger(1881-1965)Germany,1926年，依据测定聚茚氢化前后分子量变化极小的实验事实，提出了“链式大分子”概念（茚：一种烃类液体 indene C9H8，很易聚合）,高分子的链式结构,Nobel Prize,1953,Staudinger十年间两次提出,1920年，发表了他划时代意义的文献论聚合,提出了大分子是由大量的小分子聚合起来的概念,最终被确立,WANG Zhaoqun,20,塑料和工程塑料：,尼龙-66的工业化生产（1938年）有

9、机玻璃（合成聚甲基丙烯酸甲酯）聚苯乙烯的工业化 环氧树脂 ABS树脂,合成橡胶：,丁二烯及其共聚类(如聚丁二烯、丁氰、丁苯、丁基等)聚氨酯,在材料开发及其应用方面都得到了很大的发展,聚酯纤维 腈纶,合成纤维：,二次世界大战客观上刺激了科学技术和工业的发展，因此，高分子科学的全面发展不仅在基础研究方面，而且在应用方面,WANG Zhaoqun,21,Wallace H.Carothers(18961937),USA1935年2月28日 聚酰胺66(polyamide66),1938年10月27日 Nylon66,du Pont,第一种合成纤维,聚氯乙烯聚苯乙烯聚醋酸乙烯酯聚甲基丙烯酸甲酯高压聚乙

10、烯丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶聚四氟乙烯 ABS树脂,科学研究,链式自由基聚合反应理论,工业化,缩聚反应理论,聚酰胺聚酯,缩聚反应理论,链式自由基聚合反应理论,30到40年代,工业合成,WANG Zhaoqun,22,可以实现分子链立体构型的控制制备出高密度线型PE和等规PP,Karl Ziegler(1898-1973)Germany烯烃聚合中的有机金属混合物催化剂高密度聚乙烯(High density Polyethylene,HDPE),Giulio Natta(1903-1979)Italy立构规整聚合物等规聚丙烯(Polypropylene,PP),Nobel Prize,1974,Zi

11、egler-Natta催化剂及其配位聚合（1963）,活性阴离子聚合,可以实现分子链结构和形状的控制，开发了聚甲醛、聚氨酯等,WANG Zhaoqun,23,50年代，美国化学家P.J.Flory提出了高分子溶液的格子模型，创建了高分子溶液的统计热力学和高分子构象的统计力学方面的基础理论，大大促进了高分子物理以至整个高分子科学的发展,Paul J.Flory(1910-1985),USAPrinciples of Polymer Chemistry高分子化学原理,1953;Statistical Mechanics of Chain Molecules 长链分子的统计力学,1979Nobel

12、Prize,1974,高分子物理,Pierre-Gilles de Gennes(1932-),FranceScaling Concepts in Polymer Physics高分子物理学的标度概念,1985引入现代凝聚态物理学中有关软物质、标度律、复杂流体、分形、魔梯、图样动力学和临界动力学等新概念，丰富了高分子学说Nobel Prize,1991,WANG Zhaoqun,24,有机化学,高分子化学,物理化学物理学数学电子学各种工程学生物学医药学其它化学化工机械,高分子科学,基础科学 技术科学,交叉渗透融合,高分子物理,高分子工程,链结构溶液性质聚集态结构性能,成型加工,合成、改性、分子

13、设计,WANG Zhaoqun,25,第三阶段全面发展阶段（20世纪60年代以后）,材料：新的材料不断涌现，无法列举，得到全面应用 科学研究：各种聚合理论趋于成熟，体系完善,高性能化,聚甲醛、聚碳酸酯、聚醚、聚酰亚胺等工程塑料大批量投向市场，各种耐高温的高强度聚合物材料层出不穷。各种通用高分子材料走向成熟、并不断涌现出新的高分子材料,光敏性高分子、高分子半导体和导体、光导体、高分子分离膜、高分子试剂和催化剂、高分子药物等方面的研究与应用都取得巨大进展。这是功能高分子和生物医用高分子理论和材料大发展时期,多功能化,WANG Zhaoqun,26,高分子科学的研究趋势及其应用和未来,WANG Zh

14、aoqun,27,结构,物性,合成与改性,分子设计,高分子科学的更高、更新阶段,高分子化学的重任,通过建立结构与性能、功能之间的关系，合成具有指定结构及性能与功能的聚合物，或者通过改性提高性能，通过修饰等手段赋予聚合物新的功能。实现聚合物的分子设计和材料设计的目标,应用需求,WANG Zhaoqun,28,高分子化学,新型、有用的高分子化合物的分子设计，新的聚合反应，新的聚合方法的研究等内容是高分子化学的主要任务，也始终是其研究前沿,高分子物理,新型高分子材料的工业合成技术；聚合物的新型成型加工技术；成型工艺过程与聚合物结构控制的相关性,高分子工程,高分子的各级结构；高分子溶液、液晶态、多相体

15、系等新现象和方法；高分子聚集态及其性能、功能与微观结构的关系,从学科与理论的角度,WANG Zhaoqun,29,为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高,高性能化,合成新的高分子改性通过新聚合反应控制分子结构(如:阴离子活性聚合)通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如:齐格勒纳塔聚合),多功能化,除机械性能外，高分子还具特定功能：,光导、电导性光敏性、光致变色性磁性生物活性液体性催化性高度选择能力的反应活性对特定金属离子的螯合性透过特定气体,从应用和材料的角度,WANG Zhaoqun,30,精细化 电子

16、技术变化日新月异，要求原材料向高纯化、超净化、精细化、功能化方向发展智能化 使材料本身带有生物所具有的高级功能，如预知预告性、自我诊断、自我修复、自我增殖、认识识别能力、刺激反应性、环境应答性等。材料的智能化是一项带有挑战性的未来的重大课题,复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。,WANG Zhaoqun,31,支柱,生物技术,先进材料,信息技术,能源环境结构材料军事航空、航天,三大材料,金属 陶瓷 高分子,材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。

17、高分子材料扮演着极为重要的角色,基础,先导,应用前景,WANG Zhaoqun,32,防热材料,有机硅聚合物处理的陶瓷纤维隔热层覆盖在神舟五号返回舱表面：有机硅聚合物良好的耐高低温性能使之在高空低温和大气层再入时的高温环境中得以延长器件的寿命,外表面温度超过1000C,内部温度约30C,高比强、高比模结构材料 超低温，超高温防护材料 吸收电磁波、声波的隐身材料 减震、降噪的阻尼材料,航天器用高分子材料,WANG Zhaoqun,33,高比强、高比模结构材料,火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料,WANG Zhaoqun,34,F-22的

18、材料组成,钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5%,树脂基复合材料:24%环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。,WANG Zhaoqun,35,F-22的动力：F-119发动机,F119发动机正在执行用树脂基复合材料取代钛合金制造风扇送气机区的计划，可节省结构重量6.7公斤，并正在考虑用树脂基复合材料风扇叶片取代现在的钛合金空心风扇叶片，以期减轻结构重量30。,WANG Zhaoqun,36,防弹玻璃,由数层玻璃和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片粘结而成的特种夹层玻璃。56式7.62mm冲锋枪，56式7.62mm普通弹(钢

19、芯)，15米距离射击三发，弹速约750m/s，弹着点10010mm呈正三角形，防弹玻璃背部没有飞溅物，背部玻璃表面光滑，弹伤深度5mm。,玻璃和高分子的复合材料,WANG Zhaoqun,37,高强纤维的代表:Kevlar,抗拉强度3.4GPa模量（59190）GPa断裂伸长5%,蜘蛛丝,强度优于Kevlar断裂伸长达30%,复合材料生物医学降落伞绳索头盔、防弹背心,芳纶，全芳香族聚酰胺,WANG Zhaoqun,38,带有特异功能,特种合成纤维,调温纤维能够调节自身环境温度。环境温度上升时，有储热作用；温度下降时，放出热量保温纤维能隔绝外界雨、雪、风、霜侵入到人体皮肤，同时也能将皮肤上的汗水

20、排放到大气中去，具备天然纤维（棉、麻、丝等）的功能呼吸纤维具有防水透气性，能透过人体汗液蒸发的水蒸气，但却透不过雨水，即具有两种相逆的功能防暑纤维具有亲水性，可防出汗、防闷热，穿着舒适记忆纤维可永远保持形状不变弹性纤维弹性纤维适宜动作和身体伸展。使用的聚氨酯纤维，其弹性可接近橡胶,WANG Zhaoqun,39,和体育结缘,最初的台球是用象牙制成，量稀而贵，有人悬赏1万美元征求制造台球的替代材料。1869年，美国人海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，然后在常压下硬化成型制出了廉价台球，赢得了这笔奖金。这种由纤维素制得的材料就是赛璐珞,WANG Zhaoqun,40,不论是遗传现象

21、，或是酶的活动，都与高分子物质有密切的关系。在人体中，最重要的高分子物质莫如蛋白质和核酸。高分子科学家已经开始探索如何去合成或模拟天然的高分子也就是具有生物活性的高分子，因为天然的动、植物本身就是由高分子所组成的。一旦能够合成生物高分子，就可以合成部分生物组织或器官，在解救人的生命的旅程中又可大大地向前迈一步了,高分子生命活动的基本物质,生命活动是各式各样的：新陈代谢、肌肉收缩、神经传导以至于传种接代(遗传现象)等等。不论哪种活动，都需要有生物酶的参与。遗传现象则更是十分神秘而复杂的生命活动现象,WANG Zhaoqun,41,生物医用高分子材料生命科学和材料科学的交叉,生物材料是指与体液接触

22、的异体材料，除少数金属、陶瓷和碳素外，绝大部分是橡胶、纤维、模制塑料等合成高分子材料。全世界在医学上应用的高分子材料就有90多个品种、1800余种制品。西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10%-20%的速度增长,人体替代和修复材料 医疗器械、医护用品药用高分子,智能型 复合型 功能型,WANG Zhaoqun,42,CHEMTECH,1983,13,542-55Silicone medical devices and the Body,人造胰脏,形同钮扣，2.5x0.5cm,在两层高分子膜之间夹装从猪胰脏中取出的可分泌胰岛素的细胞。外部用硅包封装，减轻排异反应,人工器官,人工心脏：聚酯、聚

23、氨酯、环氧树脂 人工肺：硅橡胶半透膜 关节(肩、髋、膝):聚四氟乙烯 人工肾：透析膜 人工血管、人造血液 人工皮肤,目前，从天灵盖到脚趾骨，从人体的内脏到皮肤，从血液到五官，除了脑以及大多数内分泌器官外，大都有了代用的人工器官,WANG Zhaoqun,43,人造心脏,WANG Zhaoqun,44,人工骨,聚酯类人工骨生物相容性可选择的强度、降解吸收时间无需二次手术取出,纳米复合生物活性材料将纳米类骨晶体与聚酰胺复合，该材料在生物活性、柔韧性和强度方面均与人体组织接近，可用于颅骨、关节及喉管支架、穿皮器件与修复领域,Resomer Resorbable Polyester：Polylacti

24、de,Polyglycolide or the copolymers Boehringer Ingelheim KG,WANG Zhaoqun,45,再生骨,所用的高分子材料具有良好的力学性能而作为承力替代物，同时具有良好的生物相容性和骨传导性，新生骨组织在其上以爬行方式生长，一定程度上可使骨缺损尺寸降低到可自身修复的程度。,依据缺损骨头的形状，用高分子材料作成支架，在上面“种”上成骨细胞，再植入体内。材料为细胞提供养份，当骨头渐渐长成后，支撑材料随之降解、吸收而消失,WANG Zhaoqun,46,药用高分子(药物的控制释放),控制释放速度 在需要的时间范围内以一定的速度在体内缓慢释放 控制

25、释放地点 靶向控制释放体系，使药物在预定的部位按设计的剂量富集于病灶处,缓释胶囊,体系不仅能提高药效，简化给药方式，大大降低了药物的毒副作用,WANG Zhaoqun,47,硅橡胶医疗制品,用硅橡胶制造的医疗器械Dow Corning,医用硅橡胶是最早也是最成功的商品化医用高分子材料之一,WANG Zhaoqun,48,物理掺混型：将各种导电性的无机材料如炭黑、金属粉末、金属丝和碳纤维等物理掺混进各种聚合物中,结构型：在电场作用下产生电流载流子(电子、离子等)，如：大共轭结构的高分子,酚醛树脂第一个合成高分子,从苯酚和甲醛聚合而成，最初的主要应用就是制备电器和仪表的绝缘件,导电高分子,WANG

26、 Zhaoqun,49,最高达103(cm)-1（上升了12个数量级）,聚乙炔(室温电导率),10-9（顺式）10-5(cm)-1（反式）,日本的白川,1970年代初,MacDiarmid,1977年,Nobel Prize,2000,碘掺杂,Alan J.Heeger,WANG Zhaoqun,50,导电高分子,聚乙炔的四种结构式,聚乙炔(PA,1977,Shirakawa)聚苯胺(PAn,1983,MacDiarmid)聚吡咯(PPy)聚噻吩(PTh)聚对苯(PPP)聚苯亚乙烯(PPV),特点：长程共轭、无机掺杂,WANG Zhaoqun,51,导电高分子除具有导电性外，还具备高分子的特性

27、,低比重可挠性成膜性透明性粘着性,（金属材料不具备）,便于加工成型,制成各种所需形状,广泛应用导电涂料粘合剂导电薄膜电气部件,导电高分子可以作为结构材料，进一步改变已有的一些产品的制造方式,WANG Zhaoqun,52,柔性显示器,采用有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)又称有机电激发光显示技术(Organic Electro Luminescence,OEL),高分子发光二极管(PLED)是有机发光二极管(OLED)中的一种在基板上P型和N型半导体材料为有机物和高分子材料,电光转换的效率高,工作电压很低（可低达2.0 v以下）；工作电流很小（

28、可低达1mA以下）,WANG Zhaoqun,53,柔性 超薄 节省能源,总体特点,飞利浦公开的13英寸高分子有机EL面板,厚度只有1m,亮度高 视角大,WANG Zhaoqun,54,如古典的建筑物，既有飞檐，又有圆柱，倘若照明设施能做到取势造型、依形布局，对于保持古建筑的风格尤为重要；家庭居所的灯光可以发自天花板或墙上的壁纸，既节省了空间，又能美化居室环境，可谓两全其美,应用前景广泛,照明,穿在身上,塑料军用地图 像变色龙一样的迷彩服,WANG Zhaoqun,55,发光二极管（LED）,北京奥运会开幕式,WANG Zhaoqun,56,塑料光纤,石英、玻璃光纤直径一旦小于0.1毫米时，因

29、其耐冲击性能差及不易连接，使用便比较困难，而且生产成本较高,使直线传播的光实现了像电流一样的传导,塑料光纤：在弯曲状态传光，柔韧性好，耐冲击，重量轻，加工容易，数值孔径大，耦合容易，寿命长，使用方便。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),WANG Zhaoqun,57,聚合物电池,电池的三要素,聚合物电池,无漏液、安全问题使用胶态的固体，不含液态电解液，不产生漏液和燃烧爆炸，仅由碳、氢、氮构成，对环境的影响较小 薄、体积小以3.6V、400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm 形状可变可设计成多种形状，且可弯曲变形，最大可弯曲90度左右,重量轻、容量大体积能量密度在470Wh/L以上，重量能量密度在1

30、90Wh/kg以上 单颗高电压由于无液体，可在单颗内作成多层组合达到高电压无需通过数颗电池的串联得到高电压,WANG Zhaoqun,58,高分子与环境保护和生态平衡,WANG Zhaoqun,59,塑料垃圾状况,重量,体积,分类,白色污染！？,WANG Zhaoqun,60,塑料不会腐烂也不会生锈，原本是相对于金属材料而言的一个优点。但是，这一性质也给人类带来一个严重的问题：由于塑料不易腐烂，大量的塑料废弃无法被自然界吸收、分解，从而造成一定程度的环境污染,废弃物处理不腐烂、不生锈,随着科学技术的进步，人类生活水平的提高，特别是由于世界人口的迅速增加，资源的加速枯竭，生态环境的不断恶化，21

31、世纪对材料科学技术提出更高的要求,资源问题逐渐枯竭,WANG Zhaoqun,61,合成高分子,WANG Zhaoqun,62,合成便于降解、生物降解而可循环使用或再生利用的材料,原料方面,利用植物和微生物进行高分子合成，可生物降解，实现环境同化,合成过程,生物合成方法，如酶促合成法。或在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行合成，如，采用乳液聚合、悬浮聚合,材料降解,用于环保,利用高分子材料处理污水和毒物等，如吸油性树脂、絮凝剂,相关研究方向,WANG Zhaoqun,63,英国专家最近培育成功了一种能生产塑料的油菜。利用基因遗传技术成功地把各种能产生聚合物的生物基因移植到油菜籽中，用这种油

32、菜籽长出的油菜，其种子和叶片中都含有大量的聚合物。,可生产塑料的油菜,基因遗传技术,把这种聚合物提炼后，就可用来加工成各种家用塑料制品以及塑料管道等。这种天然塑料的特点是不会对生态环境产生污染，将其埋在地下，6个月后就可分解为水和二氧化碳,创造新的天然高分子,WANG Zhaoqun,64,高分子的一些基本概念,WANG Zhaoqun,65,高分子化合物,分子量大（10,000）由重复单元链接而成,高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物 Macromolecules,High Polymer,Polymer,这些术语一般可以通用,WANG Zhaoqun,66,烯类单体,

33、高分子Polymer,单体Monomer,Polymerization,聚合,结构单元Structure unit,聚合度Degree of polymerization,烯类单体,单体单元Monomer unit,重复单元Repeating unit,链节Chain element,WANG Zhaoqun,67,结构单元单体单元重复单元链节,结构单元有时也称为单体单元(Monomer unit)、重复单元(Repeating unit)、链节(Chain element),Degree of polymerization,n结构单元数单体单元数重复单元数链节数,聚合度,=,是衡量高分子大小

34、的一个指标，有两种表示法,以大分子链中的结构单元数目表示，Xn,以大分子链中的重复单元数目表示，DP,WANG Zhaoqun,68,对于烯类单体的聚合，结构单元和重复单元一致，两种聚合度相等，都等于 n,结构单元的分子量,由聚合度可计算出高分子的分子量：,高分子的平均分子量,WANG Zhaoqun,69,双官能团类单体,两种由单体衍生而来的结构单元构成一个重复结构单元,结构单元,重复结构单元,双官能团类单体,NH2(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH,H HN(CH2)6 NH2OC(CH2)4CO nOH,+(2n-1)H2O,结构单元,WANG Zhaoqun,70,结构单

35、元 重复单元=链节 单体单元,通常情况下由多于一种的单体聚合而成 形成高分子的过程中通常要失掉一些原子,一个重复单元由两个结构单元组成，所以，结构单元的数目是重复单元的数目的两倍,两种结构单元的平均分子量,WANG Zhaoqun,71,高分子化合物的命名和分类,WANG Zhaoqun,72,1.命名,乙烯 丙烯 氯乙烯 甲基丙烯酸甲酯聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯,以单体名称为基础，在前面加“聚”字,取单体简名，在后面加“树脂”、“橡胶”二字,苯酚 甲醛 酚醛树脂尿素 甲醛 脲醛树脂甘油 邻苯二甲酸酐 醇酸树脂丁二烯 苯乙烯 丁苯橡胶,WANG Zhaoqun,73,商品名,聚

36、酰胺 聚酯 聚氨酯 聚醚,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只附一个数字表示内酰胺或氨基酸的碳原子数,数字含义,以高分子链的结构特征命名,O,合成纤维最普遍，我国以“纶”作为合成纤维的后缀 涤纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）丙纶 聚丙烯 锦纶 聚酰胺（尼龙），后面加数字区别,WANG Zhaoqun,74,IUPAC（系统）命名法,1)确定重复单元结构,排出次级单元(subunit)的次序，遵循两个原则:,2)给重复单元命名，并在前面加“聚”字,对乙烯基聚合物，先写有取代基的部分 连接元素最少的次级单元写在前面,命名程序：,取代基X、Y,WANG Zhaoqun,75

37、,聚1-(甲氧基羰基)-1-甲基乙烯Poly1-(methoxycarbonyl)-1-methyl ethylene,聚甲基丙烯酸甲酯,聚(1苯基乙烯)Poly(1-phenylethylene),聚苯乙烯/PS,聚(亚胺基六次甲基亚胺基己二酰)Poly(iminohexamethylene imino adipoyl),尼龙-66,聚丁二烯,聚1-次丁烯基,连接元素最少的次级单元写在前面,先写有取代基的部分,WANG Zhaoqun,76,2.分类,塑料 橡胶 纤维 涂料 胶粘剂 功能高分子,涂料是涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料,胶粘剂是指具有良好的粘合性能，可将两种相同或不相同

38、的物体粘接在一起的连接材料,根据材料的性能和用途分类,功能高分子是指在高分子主链和侧枝上带有反应性功能基团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性的一类高分子,产量最大，与国民经济、人民生活关系密切，故称为“三大合成材料”,WANG Zhaoqun,77,根据高分子的主链结构分类,碳链聚合物 大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 如：PE，PP，PS，PVC杂链聚合物 大分子主链中除碳原子外，还有O、N、S等杂原子 如：聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚醚元素有机聚合物 大分子主链中没有碳原子，主要由Si、B、Al、O、N、S、P 等原子组成，侧基则由有机基团组成 如：硅橡胶,WANG Zhaoqun,78,本章结束,WANG Zhaoqun,79,n NH2(CH2)5COOH,氨基己酸缩聚成聚酰胺（尼龙-6）,两种相互反应的基团存在于一个分子中，聚合只需一种单体,WANG Zhaoqun,80,二异氰酸酯和二元醇加成生成聚氨酯,n O=C=NRN=C=O+n HOROH,并无副产物产生而失去一部分原子,