高分子基本概念ppt课件.ppt

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第一章高分子的基本概念,11高分子化合物12高分子材料的命名13高分子材料的分类14高分子的分子量,高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物这些术语一般可以通用Polymer,Macromolecules,什么是高分子？

11高分子化合物,高分子也叫高分子化合物，是指分子量很高并由共价键连接的一类化合物,分子量多大才算是高分子？

一般高分子的分子量在104106范围,高分子可看作是由许多重复单元所组成的一条长链,支链,主链,构成高分子骨架结构，以化学键结合的原子集合,侧链或侧基：

连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支链。

支链可以较小，称为侧基；可以较大，称为侧链。

高分子化合物的分子组成,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。

例如：

聚苯乙烯,1.由一种结构单元组成的高分子,

（1）聚合反应与单体,单体为什么能够聚合？

乙烯分子的结构,聚乙烯分子模型,由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常被称为聚合物，如聚乙烯分子是由成千上万个乙烯分子聚合而成的高分子化合物。

（2）结构单元（Structureunit）：

在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团,（3）重复结构单元：

高分子链中重复出现的单元，即链节,（4）聚合度（Degreeofpolymerization）：

聚合物分子中重复结构单元的数目，也称为链节数n,聚合物的结构式：

聚合度是衡量高分子大小的一个指标。

有两种表示法：

以大分子链中的结构单元数目表示，记作以大分子链中的重复结构单元数目表示，记作,聚合度：

小孩的数目,在这里，两种聚合度相等，都等于n,M：

高分子的分子量M0：

结构单元的分子量,由聚合度可计算出高分子的分子量：

此时，两种结构单元构成一个重复结构单元,2.由两种结构单元组成的高分子,注意：

Mo两种结构单元的平均分子量,举例2：

x,y为任意值，故在分子链上结构单元的排列是任意的：

M1M2M1M1M2M1M2M2M2,例如：

丁苯橡胶,3.由无规排列的结构单元组成的高分子,均聚物:

由一种单体聚合而成的高分子共聚物:

由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子,在这种情况下，无法确定它的重复结构单元,无规共聚物-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-A-B-A-交替共聚物-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-嵌段共聚物-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-A-接枝共聚物-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-ABBBB,共聚物的几种类型,聚乙烯的结构式为,聚甲基丙烯酸甲酯的结构式为,课堂练习,聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构式为,涤纶树脂的结构式为,12高分子化合物的命名,一、习惯命名法,

（1）以单体名称为基础，在前面加“聚”字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,（3）以高分子链的结构特征命名,聚酰胺如己二酸和己二胺为单体合成的聚合物称为聚己二酰己二胺；由氨基己酸为单体的聚合物称为聚己酰胺。

聚酯聚对苯二甲酸乙二（醇）酯；由己醇酸为单体合成的聚合物称为聚己酯。

聚氨酯如甲苯-2,4-二异氰酸酯和乙二醇为单体合成的聚合物称为聚甲苯基-2,4-二氨基甲酸乙二醇酯。

聚醚,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,二、商业命名法,NH（CH2）6NHCO（CH2）8COn,NH（CH2）10NHCO（CH2）8COn,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,聚合物的商业名称,三、系统命名法（IUPAC命名）,聚（1苯基乙烯）Poly（1-phenylethylene）,例子:

1）确定重复结构单元；2）按规定排出重复结构单元中的二级单元顺序：

规定主链上带取代基的C原子写在前，含原子最少的基团先写；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）给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚”。

系统命名法较严谨，但比较烦琐，往往名称很长，使用不太方便。

一般命名法容易掌握,但不严格,有时会造成混乱,IUPAC不反对在一般场合使用习惯命名法和其能反映聚合物特征的命名法，但在学术性较强的论文中鼓励使用系统命名法。

IUPAC不提倡采用商品名和俗称。

当聚合物结构较复杂时，聚合物名称往往较长，使用不方便，因此常用英文缩写表示。

例如：

PE：

polyethylene；PP：

polypropylenePVC：

poly（vinylchloride）；PS：

polystyrene；PVA：

poly（vinylalcohol）；PC：

polycarbonatePMMA：

poly（methylmethacrylate）PET：

poly（ethyleneterephthalate）PA：

polyamide；PUR：

polyurethane,四、英文缩写命名法,常用聚合物英文缩写符号,按性质和用途分,13高分子材料的分类,1.3.1,1.3.2按高分子的来源分为：

纤维素（cellulose）,植物是纤维素最主要的来源棉花是自然界中纤维素含量最高的纤维木材是纤维素化学工业的主要原料,甲壳素,壳聚糖,壳聚糖（Chitosan）,自然界中仅次于纤维素的第二大生物多糖，同时也是自然界唯一大量存在的聚氨基的碱性多糖。

它是由甲壳素经过脱乙酰作用得到的，具有良好的生物相容性、生物可降解性及抗菌、防腐、止血和促进伤口愈合等优良的特性。

硫酸软骨素（ChondroitinSulphate）,一种重要的酸性糖胺多糖，由动物喉骨、鼻软骨、气管等软骨组织提取，在免疫抑制、调脂、抑制结石形成等方面有广泛的用途,割胶季节海南从每年3月25日至12月25日，云南从每年的4月至11月25日,天然橡胶天然橡胶是由人工栽培的三叶橡胶树分泌的乳汁，经凝固、加工而制得的，它是以聚异戊二烯为主要成分的不饱和状态的天然高分子化合物，其结构式为：

主链（链原子）完全由C原子组成,链原子除C外，还含O,N,S等杂原子,链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成,聚二甲基硅氧烷,1.3.3按主链元素（链原子）组成来分：

高分子链的三种基本形状：

线形、支链形、体形,线形支链形体形,按高分子链几何形状分类,其它新型结构的高分子，如星形聚合物、梯形聚合物等。

星形,梯形,14高聚物的分子量,1.4.1高聚物分子量的多分散性,什么是分子量的多分散性（Polydispersity）,天然橡胶,n约为10000左右，分子量分布在10-180万之间，平均分子量70万左右。

实际天然橡胶是多种不同分子量的聚异戊二烯的混合体，橡胶烃含量约91%94%，其余为少量的蛋白质、脂肪酸、糖分、灰分等，含杂质的天然橡胶透明而略带黄色。

分子量分布Molecularweightdistribution,Monodispersity,polydispersity,一般测得的高分子的分子量都是平均分子量,高分子的分子量不均一（即分子量大小不一、参差不齐）的特性，称为分子量的多分散性,高分子不是由单一分子量的化合物所组成即使是一种“纯粹”的高分子，也是由化学组成相同、分子量不等、结构相似的同系聚合物的混合物所组成,高分子样品中所有分子的总重量除以其分子（摩尔）总数,1.4.2高聚物平均分子量的表示方法,按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量,每种链的重量：

按照聚合物的重量进行统计平均的分子量,举例：

设一聚合物样品，其中分子量为104的分子有10mol,分子量为105的分子有5mol,求分子量。

（设=0.6）,1.4.3高聚物分子量分布,单独一种平均分子量不足以表征聚合物的性能，还需要了解分子量多分散性的程度,

（2）以分子量分布曲线表示,可通过曲线形状，直观判断分子量分布的宽窄,

（1）高分子的强度与分子量密切相关,各种聚乙烯室温下的性能与分子量的关系,1.4.4分子量大小及分布对性能的影响,分子量分布越宽，熔融的范围越宽，加工性能越好（塑料）,分布越窄，机械性能越好，抗撕裂（纤维）,（3）分子量分布是影响聚合物性能的因素之一,