高分子 物理化学 课件 绪论.ppt

1、M S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUSTM S C ETUST高高 分分 子子 化化 学学 与与 物物 理理材料科学与化学工程学院高分子 曾 威M S C ETUST高分子与日常生活息息相关高分子与日常生活息息相关衣M S C ETUST高分子与日常生活息息相关高分子与日常生活息息相关食M S C ETUST高分子与日常生活息息相关高分子与日常生活息息相关住M S C ETUST高分子与日常生活息息相关高分子与日常生活息息相关行M S C ETUSTHot T

2、ip 化学工业产品十分广泛，迄今已达到7万种之多，主要包括：l 无机酸、碱、盐和化肥为代表的无机化工l 烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表的基本有机化工l 合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的高分子化工l 医药、农药、染料、涂料、日用化学品为代表的精细化工医药、农药、染料、涂料、日用化学品为代表的精细化工 还有一些逐步形成了独立的工业部门，如炼油、冶金、医药、造纸、建材、酿造、环保等。化学工业已经而且会在较长时期内成为我国国民经济的重要支柱产业。M S C ETUSTContents绪绪 论论1缩聚及其它逐步聚合反应缩聚及其它逐步聚合反应2自由基聚合自由基聚合3离子型聚合和

3、配位聚合离子型聚合和配位聚合4共聚合反应共聚合反应5M S C ETUST本本 章章 内内 容容1.1 高分子科学的建立与发展1.2 高分子化合物的基本概念1.3 高分子分类与命名1.4 高分子合成反应的分类1.5 高分子的结构、物理状态及其性能特点（）（）（）M S C ETUST1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展高高 分分 子子 科科 学学高高 分分 子子 化化 学学研究高分子合成和改性的基本规律、研究高分子合成和改性的基本规律、测定和分析高分子化合物的结构以及测定和分析高分子化合物的结构以及根据使用性能的要求，根据使用性能的要求，“定制定制”或改或改进某些高分子材料。进

4、某些高分子材料。研究聚合物的结构与性能的关系，为设研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。是沟通合成与应用的桥梁。高高 分分 子子 物物 理理高高 分分 子子 加加 工工研究聚合物加工成型的原理与工艺。研究聚合物加工成型的原理与工艺。 高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等是建立在有机化学、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。学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴

5、学科。M S C ETUSTv 高分子的概念始于高分子的概念始于20世纪世纪20年代，但应用更早。年代，但应用更早。v 1839年，美国人年，美国人Goodyear发明硫化橡胶。发明硫化橡胶。v 1868年，英国科学家年，英国科学家Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。赛璐珞。v 1893年，法国人年，法国人De Chardonnet发明粘胶纤维。发明粘胶纤维。v 1907年，第一个合成高分子年，第一个合成高分子酚醛树脂诞生。酚醛树脂诞生。v 1920年，德国人年，德国人Staudinger发表了发表了“论聚合论聚合”的论文，提的论文，提出了高分子的概念，并预测

6、了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。酯等聚合物的结构。1953年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展M S C ETUSTv 1935年，年，Carothes发明尼龙发明尼龙66，1938年工业化。年工业化。v 30年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，年代，许多烯烃类加聚物被开发出来，PVC（19271937）, PMMA（19271931）, PS（19341937）, PVAc（1936）, LDPE（1939）。）。自由基聚合发展。自由基聚合发展。v 高分子溶液理论在高分子溶液理论在

7、30年代建立，并成功测定了聚合物的年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。分子量。Flory为此于为此于1974年获得诺贝尔奖。年获得诺贝尔奖。v 40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937）, 丁腈橡丁腈橡胶（胶（1937）, 丁基橡胶（丁基橡胶（1940）, 有机氟材料（有机氟材料（1943）, 涤涤纶树脂（纶树脂（19401950）, ABS（1947）。）。1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展M S C ETUSTv 50年代，年代，Zie

8、gler和和Natta发明配位聚合催化剂，制得高发明配位聚合催化剂，制得高密度密度PE和有规和有规PP，低级烯烃得到利用低级烯烃得到利用。1963年，年， Ziegler和和Natta分享诺贝尔化学奖。分享诺贝尔化学奖。v 1956年，美国人年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。高分子结构设计的先河。v 50年后期至年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（醛（1956），聚碳酸酯（），聚碳酸酯（1957），聚砜（），聚砜（1965），聚），聚苯醚（苯醚（1964），聚酰亚胺（），聚酰亚胺（19

9、62）。）。1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展M S C ETUSTv 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。v 特种高分子：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝缘、特种高分子：高模量高强度、耐高低温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。半导体等。v 功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。子、药用高分子、高分子液晶等。v 为表彰

10、在导电高分子的发展方面所作的贡献，为表彰在导电高分子的发展方面所作的贡献， 2000年，日本科年，日本科学家白川英树（学家白川英树（H.Shirakawa）、）、美国科学家黑格（美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（和麦克迪尔米德（A.G. MacDiarmid）分享诺贝尔化学奖。分享诺贝尔化学奖。1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展M S C ETUSTv 80年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发年代以后，新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。展。v 新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移

11、聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等；基聚合、等离子聚合等等；v 新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含富勒烯聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含富勒烯(C60)聚合聚合物等等。物等等。1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展M S C ETUST1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展 德国人，德国人，1903年在年在Halla大学完成博士论文。大学完成博士论文。 毕业后在多所大学毕业后在多所大学任教。任教。 早期研究有机化学，早期研究有机化学，后转向对天然有机物

12、的后转向对天然有机物的结构研究。结构研究。 1920年，在年，在德国化学会志德国化学会志上发表划时代的文章上发表划时代的文章论聚合论聚合,首次提首次提出高分子的概念。出高分子的概念。 1932年，发表专著年，发表专著高分子有机化合物高分子有机化合物，标志着高分子化学的诞生。，标志着高分子化学的诞生。H.Staudinger （18811965）19531953年因年因“链状大分子物质的发现链状大分子物质的发现”获获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖M S C ETUST1.1 高分子科学的建立与发展高分子科学的建立与发展高分子化学高分子化学Polymer ChemistryPolymer Chemist

13、ry聚合物化学聚合物化学 聚合聚合反应反应（聚合物合成）（聚合物合成）（Polymerization） 聚合物的聚合物的反应反应 （Polymer Reaction). 反反 应应 机机 理理. 反反 应应 动动 力力 学学. 反反 应应 的的 影影 响响 因因 素素. 反反 应应 的的 实实 施施 办办 法法M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念高分子化合物分为天然高分子和合成大分子一、基本概念M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念什么是高分子什么是高分子?高分子是指由高分子是指由多种原子多种原子以相同的、多次重复以相同

14、的、多次重复的的结构单元结构单元并主要由并主要由共价键连接共价键连接起来的、通起来的、通常是相对常是相对分子量为分子量为的的同系物的混合同系物的混合物。物。共价键结构单元同系物的混合物M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念H2CCHClCH2CHClCH2CH CH2CHClCln聚合聚合单体结构单元H2CCHClnM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念高高 分分 子子小小 分分 子子聚合反应聚合反应Polymerization单单 体体能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元

15、的小分子。成单元的小分子。即即合成聚合物的合成聚合物的起始原料起始原料。Monomer在大分子链中出现的在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团以单体结构为基础的原子团。即构成大分子链的基本结构单元。即构成大分子链的基本结构单元。Structure unitM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念CH2CHClClCH2 CH和和CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClClH2CCHClMonomer unit聚合物中具有聚合物中具有与单体相同化学组成与单体相同化学组成而不同电子结构的结构单元。而不同电子结构的结构单元。重复单元重复单元Repeati

16、ng unit聚合物中聚合物中化学组成相同化学组成相同的最小单位。的最小单位。链节链节 Chain element即一个重复结构单元。即一个重复结构单元。M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念比比 较较CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnn H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+55H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOHH-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHn(2n-1) H2O+nM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念聚合聚合CH2

17、 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnCH2 CHn此此时时M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念结构单元数目结构单元数目重复单元数目重复单元数目nxDP此时此时nDPxn聚合度（聚合度（Degree of polymerization，缩写为缩写为DP，）说明说明：由于绝大多数高聚物都是由不同链长的大分子组成，即：由于绝大多数高聚物都是由不同链长的大分子组成，即同一种聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合同一种聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此，聚合物的分子量或聚合度只是这种大小不一的大物所组成，因此

18、，聚合物的分子量或聚合度只是这种大小不一的大分子的统计平均值，或者说分子的统计平均值，或者说分子量或聚合度具有一定的分布范围分子量或聚合度具有一定的分布范围。一种结构单元一种结构单元组成的高分子组成的高分子M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念：n H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+55 结构单元比其单体少了些原子（氢原子和氧原子），因为聚结构单元比其单体少了些原子（氢原子和氧原子），因为聚合时有小分子生成，所以此时的结构单元不等于单体单元。合时有小分子生成，所以此时的结构单元不等于单体单元。00MDPMxMn由聚合

19、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 M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOHH-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHn(2n-1) H2O+其其重复单元由两重复单元由两种结构单元组成，种结构单元组成，且结构单元与单且结构单元与单体的组成不尽相体的组成不尽相同，所以，不能同，所以，不能称为单体单元。称为单体单元。2.2.M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念单个聚合物单个聚合物分子所含单体单元的数目。分子所含单体单元的数目。COCOOCH

20、2CH2O()nCOCOHOOH+HOCH2CH2OHCOCOOCH2CH2OHHOCOCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2O 聚合物聚合物 单单 体体 结构单元结构单元 聚合度聚合度2n聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶，涤纶，PETn例：nDPxn22002MDPMxMn结构单元结构单元 重复单元重复单元 单体单元；但单体单元；但, 重复单元链节重复单元链节 M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念例例1：以氯乙烯单体为原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根以氯乙烯单体为原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根 据其用途不同可在据其用途不同可在5

21、万至万至15万之间，其结构单元的分子量万之间，其结构单元的分子量 为为62.5，计算其聚合度。，计算其聚合度。ClCH2CHCH2 CHClnn解：解： = = 50000-150000/62.5=800-2400= 50000-150000/62.5=800-2400 通过计算可知，通过计算可知，聚氯乙烯的平均聚合度应在聚氯乙烯的平均聚合度应在800-2400800-2400聚氯乙烯聚氯乙烯 分子约由分子约由800-2400800-2400个氯乙烯单元组成。个氯乙烯单元组成。X0MMM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念例例2 2：以对苯二甲酸与乙二醇为原

22、料，经缩聚制得聚对苯二甲酸以对苯二甲酸与乙二醇为原料，经缩聚制得聚对苯二甲酸 乙二醇酯，其分子量一般在乙二醇酯，其分子量一般在2 2万左右，计算万左右，计算 及及 。 （不考虑端基）（不考虑端基） DPnX解解：已知已知-O(CH-O(CH2 2) )2 2O-O-结构单元分子量为结构单元分子量为6060，-OC-C-OC-C6 6H H5 5-CO-CO- 结构单元分子量为结构单元分子量为132132。 由 = （M + M ）/2得： 2000 = （60+132）/2 则 =208 = /2=104nMnX0102nXnXDPnXM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子

23、化合物的基本概念Homopolymer由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。 聚合物分子有且只有一种聚合物分子有且只有一种重复结构单元，重复结构单元，并且该并且该重复结构单元可以只由一种（真实的、隐含的或假设重复结构单元可以只由一种（真实的、隐含的或假设的）的）单体衍生而来。单体衍生而来。判别均聚物判别均聚物3.M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念生成均聚物的聚合反应称生成均聚物的聚合反应称均聚反应均聚反应 （Homopolymerization) )。氯乙烯单体氯乙烯单体由对苯二甲酸和

24、乙二醇反应由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的生成的“隐含单体隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假设单体假设单体”：乙烯醇：乙烯醇CH2CHClCOCOOCH2CH2OCH2CHOH例：例：M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念说明：说明： M1M2M1M1M2M1M2M2M2 -( CH2-CH=CH-CH2 -)-(-CH2-CH-)-xyn由由两种或两种以上两种或两种以上（真实的、隐含的或假设的）单体聚（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚反应共聚反应。共共 聚聚

25、 物物 CopolymerM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念HOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-隐含单体隐含单体HOOC-Ph-COOCH2CH2OHHOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OHHO(CH2)3OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)m-HO-(CH2)5COOHHOCH2COOH-O(CH2)5COm-OCH2COn-共聚物共聚物共聚物共聚物均聚物均聚物例：例：M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念二、基

26、本特征部分结晶状态部分结晶状态聚合物的聚合物的基本特征基本特征相对分子质相对分子质量方面特征量方面特征具有巨大具有巨大分子质量分子质量相对分子质相对分子质量多分散性量多分散性平均相对平均相对分子质量分子质量相对分子相对分子质量分布质量分布数均分子质量数均分子质量质均分子质量质均分子质量粘均分子质量粘均分子质量分布曲线分布曲线分布指数分布指数结构方结构方面特征面特征线形结构线形结构支链结构支链结构交联结构交联结构聚集态聚集态 特特 征征无定型状态无定型状态高度结晶状态高度结晶状态玻璃态玻璃态橡胶态橡胶态粘流态粘流态非晶态非晶态晶晶 态态M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化

27、合物的基本概念M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念ACBM S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念A A B尼龙尼龙 40 15040 150纤维素纤维素 60 25060 250乙烯基乙烯基 100 400100 400聚合物聚合物M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念聚合物的多分散性聚合物的多分散性聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成，聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这些同系物高分子

28、之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性。聚合物的多分散性。平平 均均 分分 子子 量量聚合物的分子量或聚合度是聚合物的分子量或聚合度是统计统计的，是一个平均值，叫的，是一个平均值，叫平均分子平均分子量量或或平均聚合度平均聚合度。平均分子量的统计可有多种标准，其中最常见的是平均分子量的统计可有多种标准，其中最常见的是重均分子量和重均分子量和数均分子量数均分子量。M S C ETUST数均分子量数均分子量（Number-average molecular weight）平均分子量的表示方法平均分子量的表示方

29、法按聚合物中含有的按聚合物中含有的分子数目分子数目统计平均的分子量统计平均的分子量.高分子样品的总质量被聚合物分子总数所平均。高分子样品的总质量被聚合物分子总数所平均。iiiiiiiiinMNMWWNMNNWM)(式中，式中， i- 聚合物的聚合度，聚合度为聚合物的聚合度，聚合度为i-的的聚合物为聚合物为i-聚体聚体； Wi，Ni，Mi分别为分别为i-聚体的质量、分子数、相对分子质量聚体的质量、分子数、相对分子质量 。通过依数性方法通过依数性方法( (冰点降低冰点降低法法、沸点升高法、渗透压法、蒸汽压法沸点升高法、渗透压法、蒸汽压法) ) 和端和端基滴定法测定的聚合物的相对分子质量称为数均分子

30、量基滴定法测定的聚合物的相对分子质量称为数均分子量. .1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念M S C ETUST质均分子量质均分子量（ Weight-average molecular weight） 是按照是按照聚合物的质量聚合物的质量进行统计平均的分子量进行统计平均的分子量. i i- -聚体的相对分子质量乘以其质量分数的加和聚体的相对分子质量乘以其质量分数的加和. .iiiiiiiiiwMWMNMNWWMM2 注意：注意：1. 式中符号意义同前；式中符号意义同前； 2. 测定方法：光散射法测定方法：光散射法M S C ETUST粘均分子量粘均分子量（Viscosity-

31、 average molecular weight） 对于一定的聚合物对于一定的聚合物-溶剂体系，其特性粘数溶剂体系，其特性粘数和分子量的和分子量的关系如下：关系如下： 一般，一般， 值在值在0.50.9之间，故之间，故 MKMark-Houwink方程方程其中，其中，为为聚合物的特性黏度，由实验测得；聚合物的特性黏度，由实验测得； K, 是与聚合物、溶剂有关的常数是与聚合物、溶剂有关的常数1iiii1iiivMNMNWMWM1wvMM M S C ETUST说明：说明： 1. 1. 粘均相对分子质量用粘度法测得。粘度法测定聚合物粘均相对分子质量用粘度法测得。粘度法测定聚合物 相对分子质量是实

32、验室和工业上常用的方法。相对分子质量是实验室和工业上常用的方法。 2. 2. 对于相对分子质量均一的聚合物，对于相对分子质量均一的聚合物，数均分子量数均分子量= =质均分质均分 子量；子量；而对于相对分子质量不均一的聚合物，一般，而对于相对分子质量不均一的聚合物，一般， 质均分子量数均分子量，粘均分子量介于两者之间质均分子量数均分子量，粘均分子量介于两者之间 更接近于质均分子量。更接近于质均分子量。M S C ETUST例例：设一聚合物样品，其中分子量为设一聚合物样品，其中分子量为104的分子有的分子有10 mol, 分子量为分子量为 105 的分子有的分子有5 mol, 求分子量求分子量.

33、（值为值为0.6。）。）40000510105101054NiNiMiMn850001051010)10(5)10(105425242NiMiNiMiMw800001051010)10(5)10(106 . 015416 . 0516 . 04vMM S C ETUSTBMw Mv Mn，Mv略低于略低于Mw；BMn靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分对靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分对Mn影响较大；影响较大；BMw靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分对靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分对Mw影响较大；影响较大；B一般用一般用Mw来表征聚合物比来表征聚合物比Mn更

34、恰当，因为聚合物的性能如强度、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中较大的分子；熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子；B各种平均分子量取决于测试方法，测分子量的方法不同就得到不各种平均分子量取决于测试方法，测分子量的方法不同就得到不同的平均分子量；同的平均分子量；B同种聚合物，不同的测定方法，平均分子量不同。同种聚合物，不同的测定方法，平均分子量不同。M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念 M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念M S C ETUST1.2 高分子化合物的基本概念高分子化合物的基本概念M

35、 S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名主链结构主链结构碳链高分子无机高分子杂链高分子元素高分子主链全部由碳元素组成，主链全部由碳元素组成，侧基上可有其它元素。侧基上可有其它元素。主链上以碳元素为主，但主链上以碳元素为主，但存在其它元素，如存在其它元素，如O、N、S、P等杂元素。等杂元素。主链上没有碳元素，一般由主链上没有碳元素，一般由Si、B、N、P、Ge和和O等等元素组成，但侧链上含有有元素组成，但侧链上含有有机基团。机基团。无论在主链还是侧链上均无论在主链还是侧链上均没有碳元素。例如玻璃、没有碳元素。例如玻

36、璃、陶瓷等均属此类。陶瓷等均属此类。M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名杂链高分子杂链高分子CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO聚乙二醇聚乙二醇NHCHHCHHCHHCHHCHHCO尼龙尼龙6元素有机高分子元素有机高分子聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3O SiCH3CH3O碳链高分子碳链高分子CHHCHHCHHCHHCHHCHHCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯例：例：无机高分子无机高分子二氧化硅二氧化硅SiOOSiOOSiOOSiSiSiOOOM S C ETUST1.3 高分子分类与命名

37、高分子分类与命名聚合物的结构形态聚合物的结构形态线型线型聚合物聚合物体型聚合物体型聚合物指具有线型结构的聚合物。加热可指具有线型结构的聚合物。加热可熔融，加溶剂时可溶解。为热塑性熔融，加溶剂时可溶解。为热塑性聚合物。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚合物。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龙、烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸甲酯、氯乙烯聚对苯二甲酸甲酯、氯乙烯-醋酸乙醋酸乙烯共聚物、氯乙烯烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物无规线团无规线团 折叠链折叠链 螺旋链螺旋链 星型链星型链 梳型链梳型链 交联链交联

38、链 指具有体型交联结构指具有体型交联结构的聚合物。加热不能的聚合物。加热不能熔融，加溶剂时不能熔融，加溶剂时不能溶解。为热固性聚合溶解。为热固性聚合物。如酚醛树脂、脲物。如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂和醛树脂、环氧树脂和聚氨酯等等。聚氨酯等等。M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名二、命名二、命名I. 普通命名法普通命名法天然高分子天然高分子一般有与其来源、化学性能、作用、主要用途相关的专用名称。一般有与其来源、化学性能、作用、主要用途相关的专用名称。如纤维素（来源）、核酸（来源与性能）、酶（化学作用）。如纤维素（来源）、核酸（来源与性能）、酶（化学作用）。合成高分子合

39、成高分子 (1) 由一种单体合成的高分子由一种单体合成的高分子：“聚聚”+ + 单体名称单体名称 如聚氯乙烯、聚乙烯等如聚氯乙烯、聚乙烯等遵循的两个原则：既要表明其结构遵循的两个原则：既要表明其结构特征，也要反映其与原单体的联系。特征，也要反映其与原单体的联系。聚合物的命名方法有多种，故同一种聚合物往往有几个名称。M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名（2）由两种单体经缩聚反应合成的高分子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或不表明产物类型）表明产物类型表明产物类型：“聚聚”+ + 两单体生成的产物名称两单体生成的产物名称，如，如 对苯二甲酸和乙二

40、醇的缩聚产物叫对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫“聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯” 己二酸和己二胺的缩聚产物叫己二酸和己二胺的缩聚产物叫“聚己二酸己二胺聚己二酸己二胺”不表明产物类型不表明产物类型：单体名称或简称加后缀：单体名称或简称加后缀“树脂树脂”或或“橡胶橡胶”，如，如 苯苯酚酚和甲和甲醛醛的缩聚产物叫的缩聚产物叫“酚醛树脂酚醛树脂” 尿尿素和甲素和甲醛醛的缩聚产物叫的缩聚产物叫“脲醛树脂脲醛树脂” 甘油（丙三甘油（丙三醇醇）和邻苯二甲）和邻苯二甲酸酸酐产物叫酐产物叫“醇酸树脂醇酸树脂” 丁丁二烯和二烯和苯苯乙烯产物叫乙烯产物叫“丁苯橡胶丁苯橡胶”M S C ETUST1.3 高分子分

41、类与命名高分子分类与命名（3 3）由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物：）由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物： 两单体名称或简称之间两单体名称或简称之间 +“-”+“+“-”+“共聚物共聚物”：如：如 乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫“乙烯乙烯- -乙酸乙烯酯共聚物乙酸乙烯酯共聚物”（4 4）“聚聚”+ +高分子主链结构中的特征功能团：高分子主链结构中的特征功能团： 指的是一类高分子，而非单种高分子，如指的是一类高分子，而非单种高分子，如：HO COCOOCH2CH2O H()n聚酰胺聚酰胺：HN(CH2)6HNHCO(CH2)4CO OHn聚酯聚酯：另外，还有另

42、外，还有聚氨酯聚氨酯-HN-CO-O-和和聚醚聚醚-O- -等。等。M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名 合成纤维最普遍，我国以合成纤维最普遍，我国以“纶纶”作为合成纤维的后缀作为合成纤维的后缀 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） 丙纶丙纶 聚丙烯聚丙烯 锦纶锦纶 聚酰胺（尼龙），后面加数字区别。聚酰胺（尼龙），后面加数字区别。 如尼龙如尼龙-66-66，尼龙，尼龙-6-6。 腈纶腈纶 聚丙烯腈聚丙烯腈 有机玻璃有机玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 电木电木 酚醛树脂酚醛树脂 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

43、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数字含义II. 商品名商品名“纶纶”来来自英文后自英文后缀的音译缀的音译字字“lon”M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名PE(polyethylene)聚乙烯聚乙烯PAM (Poly acrylamide)聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PP (Poly propylene)聚丙烯聚丙烯PMA(Polymethacrylate)聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸甲酯PTFE (Poly tetrafluoroethylene)聚四氟乙烯聚四

44、氟乙烯 PMMA (Poly methyl methacrylate)聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃有机玻璃)PS(polystyrene)聚苯乙烯聚苯乙烯PVA(Polyvinyl alcohol)聚乙烯醇聚乙烯醇PVC(polyvinyl chloride)聚氯乙烯聚氯乙烯PVAc （Polyvinyl acetate） 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯PAA (Poly acrylic acid)聚丙烯酸聚丙烯酸PA （Polyamides) 尼龙（聚酰胺）尼龙（聚酰胺）III. 英文缩写名英文缩写名部分常见高分子化合物的英文缩写名称部分常见高分子化合物的英文缩写名称M S C ET

45、UST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名IV. IUPAC系统系统命名法命名法(1) (1) 确定重复结构单元；确定重复结构单元；(2) (2) 按规定排出重复结构单元中的次级单元按规定排出重复结构单元中的次级单元顺序：顺序：对乙烯基聚合物，先写有取代基的部分；连接原子最少的次对乙烯基聚合物，先写有取代基的部分；连接原子最少的次级单元写在前面；级单元写在前面；(3) (3) 给重复结构单元命名：给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的按小分子有机化合物的IUPACIUPAC命名规则命名规则给重复结构单元命名给重复结构单元命名；(4) (4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀给重复结

46、构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚聚”。括弧必括弧必不可少！不可少！M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名重复结构单元为重复结构单元为：1聚（聚（1-1-氯代撑乙基）氯代撑乙基） Poly(1-chloroethylene) 注意注意: (1) CH2=CH2, 乙烯；乙烯； （2）-CH2-CH2-, 1,2-亚乙基，撑乙基亚乙基，撑乙基CHHCClHCHHCClHCHHCClHCHHCClH例例1M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名例例2nCH2 CH2CH CH2nCH3CH CH2nCOOCH3聚乙烯聚乙烯聚亚甲基聚亚甲基Poly(et

47、hylene)聚丙烯聚丙烯聚亚丙基聚亚丙基Poly(propylene)例例3聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸甲酯聚聚1-(1-(甲氧基羰基甲氧基羰基) )亚乙基亚乙基 Poly1-(methoxycarbonyl) ethylene 例例4M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 聚聚1-(1-(甲氧基羰基甲氧基羰基)-1-)-1-甲基乙烯甲基乙烯 Poly1-(methoxycarbonyl)-1-methyl ethylene 例例7COOCH3CH3nC CH2CH CH2n聚苯乙烯聚苯乙烯聚聚 (1苯基乙烯苯基乙烯 ) Poly(1-phe

48、nylethylene)例例6OCH2CH2 聚氧化乙烯聚氧化乙烯 聚（氧化撑乙基）聚（氧化撑乙基） Poly(oxyethylene)例例5M S C ETUST1.3 高分子分类与命名高分子分类与命名Onn NHCO(CH2)5COnCOOCH2CH2O例例8例例9例例10聚苯醚聚苯醚聚聚( (氧化氧化-1,4-1,4-亚苯基亚苯基) )聚己内酰胺聚己内酰胺聚聚 亚氨基（亚氨基（1-1-氧代亚乙基氧代亚乙基)聚对聚对-苯二甲酸乙二醇酯苯二甲酸乙二醇酯聚（氧亚乙基氧对聚（氧亚乙基氧对- -苯二甲酰苯二甲酰) )IUPAC尚未尚未普及，常用普及，常用于国际交往于国际交往M S C ETUST1

49、.3 高分子分类与命名高分子分类与命名CH3CH3O CO O Cn例例11聚碳酸酯聚碳酸酯聚聚( (氧羰基氧氧羰基氧-1,4-1,4-苯撑异丙叉苯撑异丙叉-1,4-1,4-苯撑苯撑) )Poly(oxycarbonyloxy-1,4-phenylene-isopropylidene-1,4-phenylene)例例12NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn尼龙尼龙-66聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺聚聚(亚氨基六次甲基亚氨基己二酰）亚氨基六次甲基亚氨基己二酰） Poly(iminohexamethylene imino adipoyl)M S C ETUST1.4 高分子合成反应的分类高分

50、子合成反应的分类聚合反应的分类聚合反应的分类按按单体和聚合物的单体和聚合物的组成结构变化分类组成结构变化分类 按聚合机理分类按聚合机理分类 加聚反应加聚反应 缩聚反应缩聚反应 逐步聚合逐步聚合 连锁聚合连锁聚合或按反应过程中有或按反应过程中有无小分子生成分类无小分子生成分类聚合反应：聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应。由低分子单体合成聚合物的反应。除极除极少数无机低分子少数无机低分子如水、氨、硫化钠、如水、氨、硫化钠、硫等可以参与某些聚硫等可以参与某些聚合反应外，绝大多数合反应外，绝大多数高分子化合物的单体高分子化合物的单体都是有机物都是有机物。自由基聚合自由基聚合阳离子聚合阳离子聚合阴离