1、 高分子化学高分子化学 讲授人讲授人 彭碧辉彭碧辉引言引言n1924年德国化学家年德国化学家H.Staudinger明确提出天明确提出天然橡胶分子是高分子量的大分子然橡胶分子是高分子量的大分子n1930年年H.Staudinger进一步提出高分子稀溶进一步提出高分子稀溶液的粘度与分子量的定量关系液的粘度与分子量的定量关系n1932年年H.Staudinger发表了第一部关于高分发表了第一部关于高分子有机化合物的总结性论著子有机化合物的总结性论著n二十世纪三十年代，高分子化学从有机化学中二十世纪三十年代，高分子化学从有机化学中独立出来成为一门学科独立出来成为一门学科高分子化学：高分子化学：研究高
2、分子化合物合成和反应的一研究高分子化合物合成和反应的一门学科。门学科。高分子化学的研究对象：高分子化学的研究对象：天然高分子和合成高分子天然高分子和合成高分子天然高分子：天然高分子：蛋白质、淀粉、棉、麻、毛、皮等蛋白质、淀粉、棉、麻、毛、皮等合成高分子：合成高分子： （1）通用高分子）通用高分子: 塑料、橡胶、化纤、涂料、塑料、橡胶、化纤、涂料、粘合剂等粘合剂等 （2）特殊高分子）特殊高分子: 耐高温、高强度、高模量耐高温、高强度、高模量的高分子的高分子 （3）功能高分子）功能高分子: 具有光、电、磁等物理特具有光、电、磁等物理特性及催化、鳌合等化学性能性及催化、鳌合等化学性能 （4）仿生高分
3、子）仿生高分子: 具有模仿生物物理特性的具有模仿生物物理特性的高分子高分子 （5）无机高分子）无机高分子 （6）复合高分子）复合高分子高分子学科研究的内容高分子学科研究的内容（1）高分子的合成及应用方面（高分子化学）高分子的合成及应用方面（高分子化学）（2）高分子物理与物理化学方面）高分子物理与物理化学方面（3）高分子成型加工及应用理论方面的研究）高分子成型加工及应用理论方面的研究（4）高分子设计方面的研究）高分子设计方面的研究 其相互关系如下：其相互关系如下：合成结构高分子物理高分子合成高分子化学高分子成型性能应用高分子科学发展的三阶段高分子科学发展的三阶段n第一阶段第一阶段: 二十世纪二十
4、年代二十世纪二十年代五十年代五十年代n第二阶段第二阶段: 二十世纪五十年代二十世纪五十年代六十年代六十年代n第三阶段第三阶段: 二十世纪七十年代二十世纪七十年代至今至今主要参考书主要参考书n高分子化学高分子化学潘祖仁编潘祖仁编 第四版（主教材）第四版（主教材）n高分子化学高分子化学卢江等主编，化学工业出版社，卢江等主编，化学工业出版社，2005n高分子化学高分子化学王久芬主编，哈尔滨工业大学出王久芬主编，哈尔滨工业大学出版社版社 ，2004 n高分子化学高分子化学张兴英主编张兴英主编 ，化学工业出版，化学工业出版社社,2008n高分子化学高分子化学林尚安编林尚安编 ,第一版第一版,1982n高
5、分子化学高分子化学肖超勃编肖超勃编 ,第一版第一版,1998n高分子化学高分子化学王槐三编王槐三编 ,第一版第一版, 1.1 高分子化合物的特征及基本概念高分子化合物的特征及基本概念高分子化合物高分子化合物(高聚物高聚物)： 由成千上万的原子，主要以共价键的形式相结合由成千上万的原子，主要以共价键的形式相结合起来的大分子所组成的物质，其分子量高达的程度起来的大分子所组成的物质，其分子量高达的程度应在应在物理物理力学性能力学性能方面足以与低分子有显著的差方面足以与低分子有显著的差别。这类化合物称为高分子化合物。别。这类化合物称为高分子化合物。一、高分子化合物的特性一、高分子化合物的特性1 高分子
6、化合物和低分子化合物的明显区别是分高分子化合物和低分子化合物的明显区别是分子量的大小子量的大小 例如例如H2CH2Cn2 高分子链的几何形状可分为高分子链的几何形状可分为:线型、支链型和线型、支链型和网状结构。网状结构。聚乙烯结构模型聚乙烯结构模型梳形高分子梳形高分子3 高分子材料具有聚集态结构高分子材料具有聚集态结构 聚集态结构：聚集态结构： 由许多高分子链聚集而成，由许多高分子链聚集而成，聚集起来的链与链的形态和结构称为聚集态结聚集起来的链与链的形态和结构称为聚集态结构。构。 可分为可用结晶度判断（衡量）无定型态半晶态晶态4 高分子链具有微结构高分子链具有微结构结构单元本身的结构结构单元相
7、互连接的序列结构结构单元在空间排列的立体异构同规（等规）间规无规几何异构空间构型（键内旋转引起）CH2CHCln单元结构：单元结构：CH2CHClCHCHCHCH22ClCl头 头尾 尾CHCHCHCH2ClCl2头 尾序列结构：序列结构：RRHRHHRHRHRHHHHHHHHHHHRHHRHHRHHHHHHRHHRHHHRHRHHRHHRHHHRHHRHHHHHHRH立体异构旋光异构几何异构（顺反式）同规间规无规（见P9）（见P10）旋光异构旋光异构同规同规间规间规无规无规全同立构高分子全同立构高分子 CHH2CCCHH2CH2HCCHCH2CHH2CCCH2CH2HCCHCH2HCH2几何
8、异构几何异构(顺反式顺反式)顺式聚1、4丁二烯反式聚1、4丁二烯5 高分子化合物具有多分散性高分子化合物具有多分散性 高分子化合物是具有各种分子量的同系物的高分子化合物是具有各种分子量的同系物的混合物。混合物。二、高分子的基本概念二、高分子的基本概念1 单体、低聚物、高聚物单体、低聚物、高聚物 单体单体 带有某种官能团、并且具有聚合能力的带有某种官能团、并且具有聚合能力的低分子化合物，或能形成高分子化合物中结构低分子化合物，或能形成高分子化合物中结构单元的低分子化合物。单元的低分子化合物。 低聚物（齐聚物）低聚物（齐聚物）分子量介于高分子与低分子分子量介于高分子与低分子之间的这一类化合物（分子
9、量在几百到几千以之间的这一类化合物（分子量在几百到几千以下，下，1003000）。许多热固性树脂固化前称）。许多热固性树脂固化前称为预聚物。为预聚物。 高聚物高聚物(见前见前)2 结构单元、重复单元（链节）、单体单元、结构单元、重复单元（链节）、单体单元、聚合度、分子量聚合度、分子量重复单元重复单元(链节链节)聚合物中化学组成相同的最小单位。聚合物中化学组成相同的最小单位。如：如：CH2CHCln中的中的CH2CHCl聚合度（链节数）聚合度（链节数） （DP）或（）或（n）高分子链中重复单元的重复次数高分子链中重复单元的重复次数若链节分子量为若链节分子量为M0，故高聚物的分子量为故高聚物的分子
10、量为M=M0n或或M=M0DPNH(CH2)6NHn结构单元结构单元重复结构单元CO(CH2)4CO尼龙66DPXn平均聚合度平均聚合度指平均每一分子中的重复单元数指平均每一分子中的重复单元数。数均聚合度数均聚合度结构单元结构单元 构成高分子链并决定高分子性质的构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位最小结构单位。平均每一分子中的结构单元数平均每一分子中的结构单元数。在均缩聚中在均缩聚中XnDP nHO( CH2 )5COOHHO(CH2)5COnOH+(n-1)H2O在混缩聚（异缩聚）中在混缩聚（异缩聚）中XnDP 2nNH2(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOHNH(CH2)
11、6NHCO(CH2)4COnOH+(2n-1)H2O单体单元单体单元 聚合物中具有与单体的化学组成相同聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元而键合的电子状态不同的单元。 1.2 聚合物的分类和命名聚合物的分类和命名一、聚合物的分类一、聚合物的分类a.碳链高分子b.杂链聚合物c.元素有机聚合物d.无机聚合物1 按主链的结构分类按主链的结构分类a 碳链高分子碳链高分子 主链全由主链全由C原子构成，取代基可由原子构成，取代基可由C原子或其他原子或其他杂原子构成。杂原子构成。 b 杂链聚合物杂链聚合物 主链除主链除C原子外尚有原子外尚有O.N.S等原子。等原子。 NH(CH2)6N
12、HCO(CH)4COnCH2CHClnC 元素有机聚合物元素有机聚合物 主链上无主链上无C原子原子,侧基为有机基团的聚合物。侧基为有机基团的聚合物。d 无机高分子无机高分子 主链和侧链上均无主链和侧链上均无C原子的聚合物。原子的聚合物。BOROOPRnOnSiCH3CH3 OnSiClCl聚氯化硅氧烷聚氯化硅氧烷2 按性能和用途分类按性能和用途分类塑料橡胶纤维涂料粘合剂功能高分子n纤维纤维 弹性模数大，受力时形变小，一般只有弹性模数大，受力时形变小，一般只有百分之几到二十。纤维大分子沿轴向作一定规百分之几到二十。纤维大分子沿轴向作一定规则排列，长径比大。则排列，长径比大。n橡胶橡胶 室温下弹性
13、高，即在很小的外力作用下，室温下弹性高，即在很小的外力作用下，能产生很大的形变（可达能产生很大的形变（可达1000）；外力除）；外力除去后，能迅速恢复原状，弹性模数小。去后，能迅速恢复原状，弹性模数小。n塑料塑料 弹性模数介于橡胶和纤维之间。温度稍弹性模数介于橡胶和纤维之间。温度稍高时，受力形变可达百分之几十，部分形变是高时，受力形变可达百分之几十，部分形变是可逆的，部分形变则是永久的。粘度、延展性可逆的，部分形变则是永久的。粘度、延展性和弹性模数都与温度有直接关系，反映出塑性和弹性模数都与温度有直接关系，反映出塑性行为。行为。n涂料和粘合剂涂料和粘合剂 涂料涂料 高聚物用于建筑物的装饰美化和
14、保护作用。高聚物用于建筑物的装饰美化和保护作用。 粘合剂粘合剂 高聚物用于物件之间的粘接。高聚物用于物件之间的粘接。 漆漆 高聚物用于家具等物件的装饰美化和保护作高聚物用于家具等物件的装饰美化和保护作用。用。n功能高分子功能高分子 高分子具有热、声、光、电、磁等功能性时，高分子具有热、声、光、电、磁等功能性时，则称为功能高分子。则称为功能高分子。3 其它分类其它分类天然高分子合成高分子链式聚合物逐步聚合物线型支链型体型（网状）按热行为分热固性高分子热塑性高分子按分子形状分按来源分按反应机理分二、聚合物的命名二、聚合物的命名1 习惯命名习惯命名:按单体或聚合物结构命名。按单体或聚合物结构命名。聚
15、丙烯（聚丙烯（PP）CH2CHCH3n聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC）CH2CHCln聚乙烯醇（聚乙烯醇（PVA）CH2CHOHn 例如：例如：2 按聚合物的结构特征来命名按聚合物的结构特征来命名大分子主链上含有特征基团：大分子主链上含有特征基团：OOCOCCOOCH2CH2On聚对苯二甲酸乙二醇酯O(CH2)2OCNH(CH2)6NHCOOOn聚氨酯 聚酯聚酯ORORn 聚醚聚醚分子主链含有分子主链含有特征基团特征基团CONHNH(CH2)6NHCO(CH2)4COn聚乙二酰己二胺 聚酰胺聚酰胺分子链含分子链含有特征基团有特征基团SOONHCONHOOOOCH3CH3CSnNH(CH2)6NHC
16、NH(CH2)6NHCOOn 其它结构其它结构聚脲：大分子链上含有聚脲：大分子链上含有特征基团特征基团的聚合物的聚合物聚砜：大分子链上含有特征基团聚砜：大分子链上含有特征基团聚砜聚砜聚脲聚脲尼龙尼龙66 聚己二酰己二胺聚己二酰己二胺尼龙尼龙6（卡普隆）（卡普隆） 聚己内酰胺聚己内酰胺涤纶涤纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯腈纶（奥纶）腈纶（奥纶） 聚丙烯腈聚丙烯腈氯纶氯纶 聚氯乙烯聚氯乙烯丁苯橡胶丁苯橡胶 丁二烯丁二烯苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物丁腈橡胶丁腈橡胶 丁二烯丁二烯丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物ABS树脂树脂 丁二烯丁二烯苯乙烯苯乙烯丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物3 商品名称商品名称 把聚
17、合物的重复结构单元按照有机化合物系把聚合物的重复结构单元按照有机化合物系统命名法命名，最后在前面冠以统命名法命名，最后在前面冠以“聚聚”字。字。CH2CHCln聚（聚（1氯代乙烯）氯代乙烯）例如例如4 系统命名系统命名原则：原则： 首先确定重复结构单元首先确定重复结构单元排好重复结构单元中次级单元的次序排好重复结构单元中次级单元的次序按小分子有机化合物国际纯粹与应用化学联合会按小分子有机化合物国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）命名规则，结合重复结构单元命名后并）命名规则，结合重复结构单元命名后并加括号。加括号。最后在重复单元前面冠以最后在重复单元前面冠以“聚聚”字字注意：注意： 对乙烯基聚
18、合物，书写重复结构单元时，应先写取代基对乙烯基聚合物，书写重复结构单元时，应先写取代基部分，而且所连侧基最少的先写。部分，而且所连侧基最少的先写。 各种类型次级单元优先顺序各种类型次级单元优先顺序杂环杂环杂原子或带杂原子的无环次级单元杂原子或带杂原子的无环次级单元碳环碳环只带只带C原子原子的无环次级单元的无环次级单元 不是构成聚合物主链而是在结构单元取代基中的各类原子、不是构成聚合物主链而是在结构单元取代基中的各类原子、原子团或环不影响优先次序。原子团或环不影响优先次序。 对于杂原子或带杂原子的无环次级单元优先顺序递减次对于杂原子或带杂原子的无环次级单元优先顺序递减次序是：序是：O、S、Se、
19、Te、N、P、As、Sb、Bi、Si、Ge、Sn、Pb、B、Hg 其它杂原子的优先顺序取决于它们在周期表中的位置。任其它杂原子的优先顺序取决于它们在周期表中的位置。任何杂原子的优先顺序都比碳高。何杂原子的优先顺序都比碳高。 优先顺序应保证使结构单元有尽可能小的化学价优先顺序应保证使结构单元有尽可能小的化学价 若有几种可能，次级单元应该使取代基或基团有最低的若有几种可能，次级单元应该使取代基或基团有最低的位次来确定。位次来确定。 1.3 聚合反应聚合反应1 化学必要条件化学必要条件 聚合反应聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应称为聚：由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。合反应。一、形成高
20、分子的必要条件一、形成高分子的必要条件官能度官能度: 每一单体分子上带有的能参与反应的每一单体分子上带有的能参与反应的活性中活性中心心的数目。的数目。单体的官能度必须等于或大于单体的官能度必须等于或大于2。HOOCRCOOHmNH2(CH2)nNH2 + mHOOCRCOOHHNH(CH2)nNHOCRCOmOH+(2m-1)H2O单官能度的单体则不能形成高聚物。单官能度的单体则不能形成高聚物。ROH + RCOOHRCOOR + H2O上述单体能形成高聚物。上述单体能形成高聚物。注意：注意：例如：例如：CH3OHOHCH2CHCH2CHCH2OHOHOHCH2CH2HOCH2CH2OHNH2
21、(CH2)nNH2 热力学：热力学：G0 方向和限度方向和限度 解决可能性问题解决可能性问题 （T、P一定）一定） G0 G=H-T S 聚合反应中聚合反应中 S0 2 热力学和动力学的必要条件热力学和动力学的必要条件 动力学：反应速率及其反应的具体历程，同时还必动力学：反应速率及其反应的具体历程，同时还必须考虑影响因素，如温度、压力及催化剂等。须考虑影响因素，如温度、压力及催化剂等。解决现解决现实性问题实性问题。二、聚合反应的分类二、聚合反应的分类1、按元素组成和结构变化关系分类、按元素组成和结构变化关系分类 聚合反应加聚反应缩聚反应加聚反应：加聚反应：单体加成而聚合起来的反应称做加聚反单体
22、加成而聚合起来的反应称做加聚反应。其聚合物称做加聚物。应。其聚合物称做加聚物。 加聚物的元素组成与原料单体相同，仅仅是电子结加聚物的元素组成与原料单体相同，仅仅是电子结构有所改变。加聚物的分子量是单体分子量的整数倍。构有所改变。加聚物的分子量是单体分子量的整数倍。缩聚反应：缩聚反应：在缩聚反应过程中，除形成聚合物外，同时在缩聚反应过程中，除形成聚合物外，同时还有低分子副产物产生的反应称做缩聚反应还有低分子副产物产生的反应称做缩聚反应。特征：特征：形成聚合物的同时有小分子放出，一般是官能团形成聚合物的同时有小分子放出，一般是官能团的反应。反应结果，缩聚物中留有官能团的结构特征。的反应。反应结果，
23、缩聚物中留有官能团的结构特征。CH2CH2nCH2CH2nCHCHNHCOOCOOnHOROH + nHOOCRCOOHHOROCORCOOH + (2n - 1)H2OnHOH + (2n - 1)H2OnH2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOHNH(CH2)6NHOC(CH2)4CO例如：例如：例如：例如：2、根据反应分类、根据反应分类加 聚缩 聚加 成 缩 聚聚 加 成异 构 化 聚 合环 化 聚 合消 去 聚 合开 环 聚 合加聚见上加聚见上缩聚见上缩聚见上开环聚合开环聚合 环状化合物在适当条件下进行开环加成而生成环状化合物在适当条件下进行开环加成而生成聚合物的反应。
24、聚合物的反应。 多数环状化合物中含有多数环状化合物中含有O、N等杂原子易开环，等杂原子易开环，五元环和六元环比较稳定，不易开环聚合（由环五元环和六元环比较稳定，不易开环聚合（由环张力可得到说明）。张力可得到说明）。nNH( CH2 )5CONH(CH2)5COnOH2COCH2OH2CnCH2OCH2OCH2On三氧六环或三聚甲醛三氧六环或三聚甲醛聚甲醛聚甲醛己内酰胺己内酰胺尼龙尼龙 聚加成反应（逐步加聚）聚加成反应（逐步加聚） nHO(CH2)6OH + nOCN( CH2 )6NCOCONH(CH2)6NHCOO(CH2)6O六亚甲基二异氰酸酯聚氨酯氰酸异氰酸HOCNHNCO互变异构物 通
25、过加成反应的反复进行，逐步生成高聚物的反应通过加成反应的反复进行，逐步生成高聚物的反应称为聚加成反应，也称逐步加聚反应。称为聚加成反应，也称逐步加聚反应。NCO NCOR异氰酸基异氰酸基基团，基团，遇到含有活泼氢的化合物遇到含有活泼氢的化合物(如如:醇醇OH、胺胺RNH2、水水HOH、羧基羧基COOH等等)发生加成发生加成反应。此时反应。此时异氰酸基的氮与碳之间的双键打开异氰酸基的氮与碳之间的双键打开，醇等化合物的活泼氢原子转移到异氰酸基的氮醇等化合物的活泼氢原子转移到异氰酸基的氮原子上，其余部分与碳原子相连接。此类反应原子上，其余部分与碳原子相连接。此类反应叫叫聚加成反应聚加成反应。异氰酸中
26、氢如被。异氰酸中氢如被R（如为烷基）（如为烷基）取代，就如同羧酸中取代，就如同羧酸中H被被R取代一样形成酯（如取代一样形成酯（如），此烷基取代物即），此烷基取代物即叫做异叫做异氰酸酯。氰酸酯。是个很活泼的是个很活泼的RROHNCOOC + ORRNH NCOR3N:OCNCOOROHRNHRNR3RHORRNCOR 加成缩聚反应加成缩聚反应 H2NCONH2 + HCHOH2NCONHCH2OHH2NCONH2 H2O加成缩聚H2NCONHCH2NHCONH2HCHO脲醛树脂HHHOH 为 活 泼 氢 生成高分子的反应是由加成与缩合两种反应反复进生成高分子的反应是由加成与缩合两种反应反复进行的
27、，故称做加成缩聚反应。行的，故称做加成缩聚反应。OHOHOHOHOHOHOH加成CH2OH缩聚 H2OCH2+ CH2OCH2OCH2CH2OHOH酚醛树脂 消去聚合消去聚合 单体边放出单体边放出N2、CO2等气体，边相互进行反应生成等气体，边相互进行反应生成高分子的聚合方式称为消去聚合。高分子的聚合方式称为消去聚合。nCH3CH36001000CH2CH2n+ nH2 异构化聚合反应异构化聚合反应 nCH2CHCHCH3CH3异构化聚合CH2CH3CH3CH2CnnCH2CHCHCH3CH3CH2CH2CH3CH3CnAlCl3, -130在C2H5Cl 中 增长活性中心在增长之前先重排的反
28、应增长活性中心在增长之前先重排的反应称为称为异构化聚合反应异构化聚合反应。高聚物中重复单位不含有原单。高聚物中重复单位不含有原单体结构。这类反应发生于阴离子、阳离子和自由体结构。这类反应发生于阴离子、阳离子和自由基聚合反应中。尤其是碳阳离子易于重排。基聚合反应中。尤其是碳阳离子易于重排。 CH2CHCHCH3CH3AACH2CHCHCH3CH31,2氢化物ACH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCHCHCHCAC重排聚合物 环化聚合环化聚合CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCHCHCHCCCCnn按照聚合机理或动力学分类按照聚合机理或动力
29、学分类连锁聚合反应逐步聚合反应自由基聚合阳离子聚合阴离子聚合链引发（链开始）链增长（链传递）链终止三个基元步骤 连锁聚合连锁聚合 单体在活性中心上迅速反应形成大分子，反应速单体在活性中心上迅速反应形成大分子，反应速率快。率快。 中间产物不易分离出来（存活时间短）中间产物不易分离出来（存活时间短） 单体逐步转化为产物，但分子量却很快达到最大。单体逐步转化为产物，但分子量却很快达到最大。XtMt 转化率与反应时间的关系转化率与反应时间的关系分子量与反应时间的关系分子量与反应时间的关系 单体及其低聚物的反应性基团相互发生反应，单体及其低聚物的反应性基团相互发生反应，且分阶段性的形成大分子。且分阶段性
30、的形成大分子。 逐步聚合反应逐步聚合反应 特征：特征：反应逐步进行反应逐步进行 单体单体 一聚体一聚体 二聚二聚体体 三聚体三聚体低聚体+ 单体 高聚物低聚体 +低聚体 高聚物反应机理同 单体很快被消耗掉，转化率很快达最高，但分单体很快被消耗掉，转化率很快达最高，但分子量却是逐步增大的。子量却是逐步增大的。XtMt转化率与反应时间的关系转化率与反应时间的关系 分子量与反应时间的关系分子量与反应时间的关系1.4 聚合物的分子量及分子量分布聚合物的分子量及分子量分布MMMMMMM M MMM n活 化引 发链 增 长链 终 止 高聚物是由具有不同聚合度的一系列同系聚合物高聚物是由具有不同聚合度的一
31、系列同系聚合物组成的混合物，其分子量具有多分散性。组成的混合物，其分子量具有多分散性。具 有 重 复 结 构 单 元 的 分 子齐 聚 体 （ 少 数 链 节 ）聚 合 物 （ 很 多 链 节 ）低 聚 体 高 聚 体一、高聚物分子量的多分散性一、高聚物分子量的多分散性nMiiiMnm iminiM）：）： i聚体的重量聚体的重量 （或质量）（或质量） i聚体的分子数聚体的分子数 i聚体的分子量聚体的分子量某系统的总重量被分子数所某系统的总重量被分子数所平均平均二、高聚物的分子量及分子量分布二、高聚物的分子量及分子量分布 根据统计方法的不同，有着下列几种不同的平根据统计方法的不同，有着下列几种
32、不同的平均分子量均分子量1、数均分子量（、数均分子量（对对i聚体：聚体：iinniimmiiiiiiMxMnMnnnm 2、重均分子量（、重均分子量（wM）按分子重量进行统计平均所测得的分子量按分子重量进行统计平均所测得的分子量iiiiiiwMMwMmmiiiiiiiwMMMMnnmn223、Z均分子量均分子量物理意义尚不清楚，只是用超速离心法测得的平均值。物理意义尚不清楚，只是用超速离心法测得的平均值。nnnniiiiiiiizMmMMMmMMMMMMM22112222211223mmmmmmnn4、粘均分子量（、粘均分子量（M）相对粘度相对粘度r0r 溶液粘度溶液粘度 0 纯溶剂的粘度纯溶
33、剂的粘度采用粘度法测定采用粘度法测定100rspCspCCrsp1)ln(Cr增比粘度增比粘度sp表示溶液的粘度比纯溶剂的粘度增加的倍数表示溶液的粘度比纯溶剂的粘度增加的倍数） 表示浓度为表示浓度为C时，单位浓度对增比粘度所做的贡献时，单位浓度对增比粘度所做的贡献比浓粘度（比浓粘度（比浓对数粘度比浓对数粘度溶剂溶液ttr t液体流过相同体积的毛细管的时间液体流过相同体积的毛细管的时间r表溶液的粘度是纯溶剂的粘度的多少倍表溶液的粘度是纯溶剂的粘度的多少倍特性粘度特性粘度 CCrCspClnlimlim00 单位：单位：ml/g 表示单个分子对溶液粘度的贡献，是表示单个分子对溶液粘度的贡献，是反映
34、高分子特性的粘度，其值不随浓度而改变，故称反映高分子特性的粘度，其值不随浓度而改变，故称之为之为“特性粘度特性粘度”。 MK Mark-Houwink其中其中K、在一定的分子量范围内具有常数。在一定的分子量范围内具有常数。一般一般0.511111nnmmiiiiiiiiiiiiivMwMMMMwnMMnwMM vMnMwMwMnMwMnMwMd zwnMMMMzwnMMMM对于分子量均一的聚合物，对于分子量均一的聚合物，；分子量不均一的聚合物一般；分子量不均一的聚合物一般；介于介于和和之间，接近于之间，接近于，一般采用，一般采用比值的大小来表示分子量分布的宽度，用比值的大小来表示分子量分布的宽
35、度，用d表示，表示， 多分散性指数。多分散性指数。d越大，分布越宽；越大，分布越宽；d越小，分布越窄。典型聚合物的越小，分布越窄。典型聚合物的d值值在（在（1.5 52.0）（20 050）范围内。多分散性高分子化合物各种统计平）范围内。多分散性高分子化合物各种统计平均分子量之间的关系为：均分子量之间的关系为：对于单分散体系：对于单分散体系：有有由右图可知：由右图可知： vM nM wM重量分率分子量分子量分布曲线与平均分子量的关系MznMwMnMwM若分子量分布宽，则若分子量分布宽，则与与相距越远，故可用相距越远，故可用来表示分子量分布来表示分子量分布的宽窄。的宽窄。1.5聚合物的物理状态和
36、主要性能聚合物的物理状态和主要性能一一 、聚合物的物理状态、聚合物的物理状态 1 玻璃化温度与熔点玻璃化温度与熔点 n玻璃化温度（玻璃化温度（Tg):无定型聚合物由玻璃态向橡胶无定型聚合物由玻璃态向橡胶态转变的温度。态转变的温度。n熔点熔点(Tm):晶态聚合物由晶态向液态的转化温度。晶态聚合物由晶态向液态的转化温度。高分子液晶的排列方式和聚集态结构：高分子液晶的排列方式和聚集态结构： 向列型向列型 近晶型近晶型 胆甾型胆甾型2 高分子液晶高分子液晶兼有晶体和液体性质的过渡状态。兼有晶体和液体性质的过渡状态。高分子液晶高分子液晶 1.6高分子材料的力学性能高分子材料的力学性能n弹性模量、抗张强度、断裂伸长率、高弹伸长弹性模量、抗张强度、断裂伸长率、高弹伸长率率
