北京化工大学北方学院高分子化学课件绪论.ppt

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高分子化学macromoleclemacromoleclechemistrychemistry高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学教材：

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高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编主讲教师：

王鲁燕主讲教师：

王鲁燕主讲教师：

王鲁燕主讲教师：

王鲁燕1高分子化学1.讲授内容及课时分配讲授内容及课时分配共共32学时学时第一章第一章绪论绪论*6h第二章第二章缩聚与逐步聚合缩聚与逐步聚合*.10h第三章第三章自由基聚合自由基聚合*.8h第四章第四章自由基共聚合自由基共聚合4h第五章第五章聚合方法聚合方法.4h教学要求与安排教学要求与安排2高分子化学教学要求与安排教学要求与安排2.成绩评定成绩评定:

期末考试占期末考试占70%;期中考试占期中考试占10%;平时成绩占平时成绩占20%；3.学习方法：

学习方法：

（1）课前预习课前预习;

（2）课上认真听讲课上认真听讲（3）课后复习总结课后复习总结;（4）做作业做作业;4.参考书推荐参考书推荐:

高分子化学导读与解题高分子化学导读与解题贾红兵主编贾红兵主编,化学工业出版社化学工业出版社,2009年年;5.作作业业内内容容:

（1）预预习习;

（2）各各章章课课后后习习题题;（3）章章节节总结总结;3高分子化学Chapter1绪论绪论本本本本章章章章内内内内容容容容1.81.81.81.8高分子高分子高分子高分子材料力学性能材料力学性能材料力学性能材料力学性能1.31.31.31.3高分子的基本概念高分子的基本概念高分子的基本概念高分子的基本概念1.71.71.71.7聚合物结构聚合物结构聚合物结构聚合物结构（含聚集状态含聚集状态含聚集状态含聚集状态）及转变及转变及转变及转变1.61.6聚合物平均分子量及其分布聚合物平均分子量及其分布聚合物平均分子量及其分布聚合物平均分子量及其分布1.51.51.51.5聚合反应分类聚合反应分类聚合反应分类聚合反应分类1.41.4高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类（*）（*）1.11.11.11.1高分子发展简史及应用高分子发展简史及应用高分子发展简史及应用高分子发展简史及应用1.21.21.21.2高分子发展方向及高分子化学研究内容高分子发展方向及高分子化学研究内容高分子发展方向及高分子化学研究内容高分子发展方向及高分子化学研究内容（*）（*）（*）4高分子化学1.11.1高分子发展简史及应用高分子发展简史及应用1.高分子发展简史高分子发展简史19世纪中叶世纪中叶天然高分子的早期化学加工天然高分子的早期化学加工天然橡胶硫化、硝化纤维和粘胶纤维生产天然橡胶硫化、硝化纤维和粘胶纤维生产但高分子名称、结构及分子量测定方法仍属未知但高分子名称、结构及分子量测定方法仍属未知。

19-20世纪之交世纪之交开始建立高分子理论开始建立高分子理论（结构和概念结构和概念）EmilFischer:

从蛋白质入手研究高分子结构从蛋白质入手研究高分子结构Stauding:

确立高分子假说，提出高分子以共价键结合并获诺贝尔奖确立高分子假说，提出高分子以共价键结合并获诺贝尔奖2020世纪世纪3030年代年代高分子化学及高分子工业开始兴起高分子化学及高分子工业开始兴起建立缩聚与自由基聚合理论建立缩聚与自由基聚合理论，指导工业化生产，指导工业化生产1935年年:

尼龙尼龙66研制成功研制成功,1938年工业化产生年工业化产生;同期，同期，烯类聚合物开始工业化生产烯类聚合物开始工业化生产:

PVC、PVAC、PMMA、PS、HPPE5高分子化学1.高分子发展简史高分子发展简史20世纪世纪40年代年代高分子工业快速发展高分子工业快速发展丁苯橡胶、丁腈橡胶、氟树酯、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氟树酯、ABS树酯、丁基橡胶开始工业化生树酯、丁基橡胶开始工业化生产；产；不饱和聚酯、有机硅、聚氨酯、环氧树酯等开始工业化生产不饱和聚酯、有机硅、聚氨酯、环氧树酯等开始工业化生产涤纶树酯开发成功涤纶树酯开发成功建立乳液聚合与共聚合理论、高分子溶液理论和分子量的测定，建立乳液聚合与共聚合理论、高分子溶液理论和分子量的测定，Flory因在缩聚理论因在缩聚理论,高分子溶液统计理论等贡献于高分子溶液统计理论等贡献于1974年获诺贝尔奖；年获诺贝尔奖；研究方法研究方法：

将物理和物理化学中的许多表征技术应用于高分子结构测定：

将物理和物理化学中的许多表征技术应用于高分子结构测定表征方法有表征方法有:

核磁共振、红外光谱、核磁共振、红外光谱、X-射线等剖析高分子结构射线等剖析高分子结构20世纪世纪50年代年代高分子工业发展更快、规模更大高分子工业发展更快、规模更大Ziegler,Natta发明有机金属引发剂合成高密度聚乙烯和等规聚丙烯获诺发明有机金属引发剂合成高密度聚乙烯和等规聚丙烯获诺贝尔奖贝尔奖Szwarc研究阴离子聚合和活性高分子理论研究阴离子聚合和活性高分子理论聚甲醛、聚碳酸酯开始出现聚甲醛、聚碳酸酯开始出现6高分子化学1.高分子发展简史高分子发展简史20世纪世纪60年代年代合成高分子全面繁荣时期合成高分子全面繁荣时期聚烯烃、合成橡胶、工程塑料、离子聚合、配位聚合及溶液聚合全面发展：

聚烯烃、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、SBS嵌段共聚物大规模发展聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺等工程塑料开始大规模工业化发展许多高温、高强度材料开始出现20世纪世纪70-90年代年代更加重视新合成技术的应用，高性能高功能更加重视新合成技术的应用，高性能高功能及特种聚合物研发阶段及特种聚合物研发阶段新合成技术：

茂金属催化聚合、活性自由基聚合、超临界聚合等高性能涉及：

耐高温、耐烧蚀、耐油、耐低温等高功能涉及：

反应功能、分离功能、光电功能及生物功能光电功能：

应用于半导体器件、光电池、传感器生物功能：

除医用高分子外，还涉及药物释放和酶的固载DeGennes因将凝聚态物理学应用高分子于1974年获诺贝尔奖Heeger,Macdiarmid,Shirakawal因在导电高分子的贡献于2000年获诺贝尔奖目前：

高分子正在与其它学科交叉发展，许多机械、材料、轻纺等行业工程师开目前：

高分子正在与其它学科交叉发展，许多机械、材料、轻纺等行业工程师开始从事聚合物研究。

始从事聚合物研究。

7高分子化学目前高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，世目前高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，世界上合成高分子材料的年产量已经超过界上合成高分子材料的年产量已经超过1.4亿吨。

亿吨。

塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂几大类高分子几大类高分子材料己广泛应用到我们衣食住行等日常生活的各个领域。

材料己广泛应用到我们衣食住行等日常生活的各个领域。

功功能能高高分分子子材材料料：

具具有有特特殊殊功功能能的的导导电电高高分分子子、半半导导体体高高分分子子、光光导导电电高高分分子子、压压电电及及热热电电高高分分子子、磁磁性性高高分分子子、光光功功能能高高分分子子、液液晶晶高高分分子子和和信信息息高高分分子子材材料料、医医用用高高分分子子、生生物物高高分分子子等等近近年年发发展展迅迅速速，也也广广泛泛到到电电子子信信息息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等领域。

生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等领域。

2.2.高分子材料的应用高分子材料的应用8高分子化学如如:

通过乙二醇桥梁作用把阿斯匹林连接在安全无毒的高通过乙二醇桥梁作用把阿斯匹林连接在安全无毒的高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，其结构简式如下：

的辅助治疗，其结构简式如下：

缓释长效阿斯匹林可分为三部分：

缓释长效阿斯匹林可分为三部分：

高分子载体高分子载体（聚甲（聚甲基丙烯酸）；基丙烯酸）；低分子药物（阿斯匹林）；低分子药物（阿斯匹林）；作为桥梁作为桥梁作用的乙二醇。

肠胃中水解变为阿斯匹林作用的乙二醇。

肠胃中水解变为阿斯匹林。

【高分子药物高分子药物高分子药物高分子药物】现代医药发展方向之一：

合成药物长现代医药发展方向之一：

合成药物长效化和低毒化，效化和低毒化，途径途径是低分子药物高分子化。

是低分子药物高分子化。

2.2.高分子材料的应用高分子材料的应用9高分子化学缓缓释释长长效效阿阿斯斯匹匹林林在在体体内内的的分分解解过过程程2.2.高分子材料的应用高分子材料的应用10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】某些某些合成高分子材料合成高分子材料（如：

有机硅聚合物、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、醋酸纤维素等维素等）与生物体中天然高分子有极其相似的化学结构与生物体中天然高分子有极其相似的化学结构，生物生物相容性较好，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。

和人造器官。

如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、人造骨髓等，如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、人造骨髓等，最早应用的是最早应用的是手术缝合线手术缝合线聚乳酸医用高分子材料聚乳酸医用高分子材料。

因聚乳酸。

因聚乳酸极易水解极易水解,因此缝合伤口愈合后，不需拆线。

缝合线经体液水解因此缝合伤口愈合后，不需拆线。

缝合线经体液水解为乳酸，由代谢循环排出体外水解反应式如下：

为乳酸，由代谢循环排出体外水解反应式如下：

2.2.高分子材料的应用高分子材料的应用11高分子化学【光致变色高分子光致变色高分子光致变色高分子光致变色高分子】螺苯并吡喃类衍生物是一类典型的光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：

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。

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。

2.2.高分子材料的应用高分子材料的应用12高分子化学我被我被高分子包高分子包围了呀！

围了呀！

酚醛塑料酚醛塑料涤纶涤纶聚氯乙烯聚氯乙烯有机玻璃有机玻璃聚苯乙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯塑料塑料聚丙烯聚丙烯13高分子化学聚乙烯丙纶高分子聚乙烯丙纶高分子防水胶防水胶复合防水卷材复合防水卷材人类正进入合成材料时代人类正进入合成材料时代新新时时代代，新新生生活活新新工工艺艺，新新产产品品14高分子化学高分子科学高分子科学高分子科学高分子科学是当代是当代是当代是当代发展最迅速的学科之一发展最迅速的学科之一发展最迅速的学科之一发展最迅速的学科之一；它既是一门应；它既是一门应；它既是一门应；它既是一门应用科学，又是一门基础科学用科学，又是一门基础科学用科学，又是一门基础科学用科学，又是一门基础科学.它是建立在它是建立在它是建立在它是建立在有机有机有机有机化学、化学、化学、化学、物理物理物理物理化化化化学、学、学、学、生物生物生物生物化学、化学、化学、化学、物理物理物理物理学和学和学和学和力力力力学等学科的基础上逐渐发展而学等学科的基础上逐渐发展而学等学科的基础上逐渐发展而学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。

成的一门新兴学科。

成的一门新兴学科。

成的一门新兴学科。

目前，已发展成目前，已发展成目前，已发展成目前，已发展成四个主要分支四个主要分支四个主要分支四个主要分支:

1.21.2高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学研究对象及研究目的研究对象及研究目的研究对象及研究目的研究对象及研究目的高分子科学高分子科学高分子化学高分子化学高分子物理高分子物理高分子材料高分子材料高分子工艺高分子工艺15高分子化学22高分子化学