1、1第一章 本章内容高分子的基本概念高分子的基本概念高分子化合物的分类和命名高分子化合物的分类和命名分子量及其分布分子量及其分布聚合反应分类聚合反应分类高分子科学简史高分子科学简史教学目的及要求教学目的及要求掌握掌握 基本概念、聚合反应分类基本概念、聚合反应分类; ;聚合物平均分子量、分聚合物平均分子量、分子量分布的几种表示方法；子量分布的几种表示方法； 熟悉熟悉 高分子特点；线型和体型大分子；聚合物分类及命高分子特点；线型和体型大分子；聚合物分类及命名方法；名方法；了解了解 高分子化学研究的主要问题，高分子化学简史。高分子化学研究的主要问题，高分子化学简史。 3高分子高分子化学化学既是一门应用
2、科学，又是一门基础科学既是一门应用科学，又是一门基础科学.它是建立它是建立在有机化学、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。基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。目前，已经发展成四目前，已经发展成四个主要分支个主要分支.高分子化学继高分子化学继“四大化学四大化学”之后之后被称为被称为“第五大第五大化学化学”。属于高分子科学的一个分支。属于高分子科学的一个分支。高分子化学高分子化学 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 高分子科学的基础。主要研究高分
3、子化高分子科学的基础。主要研究高分子化合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究合物的分子设计、合成及改性，担负为高分子科学研究提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的提供新生化合物、为国民经济提供新材料及合成方法的任务。任务。 高分子化学高分子化学 4高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学是是研究研究高分子合成和化学反应的科学高分子合成和化学反应的科学。学习高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和学习高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和聚合方法聚合方法 ，以便合成出具有指定相对分子质量，以便合成出具有指定相对分子质量和相对分子质量分布、指定性能、能满足实际需和相对分子质量分布
4、、指定性能、能满足实际需要的高分子化合物。要的高分子化合物。研究目的研究目的5提高产量、增加品种、改进性能、处理三废、拓宽应用提高产量、增加品种、改进性能、处理三废、拓宽应用领域；领域；研制新型引发剂，降低能源和材料消耗，使得合成方便研制新型引发剂，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；易行；采用新的聚合方法获得新性能、新品种、新用途的高聚采用新的聚合方法获得新性能、新品种、新用途的高聚物；物；开发功能高分子材料和生物工程高分子材料。开发功能高分子材料和生物工程高分子材料。发展方向发展方向高分子科学简史高分子科学简史 高分子工业：高分子工业：-公元前，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、公元前
5、，蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、 油漆、虫胶等油漆、虫胶等高分子科学：高分子科学：- 1833年，年，Berzelius 提出提出 “Polymer”一词，指以共价键、一词，指以共价键、 非共价键联结的聚集体非共价键联结的聚集体1、十九世纪之前：天然高分子的加工利用、十九世纪之前：天然高分子的加工利用2、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性高分子工业：高分子工业：- 1838 C.N.Goodyear 天然橡胶硫化天然橡胶硫化- 1845 C.F.Schobein 硝化纤维硝化纤维- 1868 J.W.Hyatt 硝化纤维塑料硝化纤维塑料- 1889 建
6、成最早的人造丝工厂建成最早的人造丝工厂- 1900 英国建成年产英国建成年产1000t粘胶纤维工厂粘胶纤维工厂高分子科学：高分子科学：- 1870 提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子提出纤维素、淀粉、蛋白质是大的分子-1892 W.A.Tilden 确定天然橡胶干馏产物异戊二烯确定天然橡胶干馏产物异戊二烯 结构式结构式高分子工业：高分子工业：- 1907 L.Backeland 酚醛树脂酚醛树脂- 1911 丁钠橡胶丁钠橡胶- 1914 醋酸纤维和塑料醋酸纤维和塑料- 1925 醋酸乙烯工业化醋酸乙烯工业化- 1928 聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯高分子科学：高分子科学
7、：- 1902 提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构提出蛋白质是由氨基酸残基组成的多肽结构- 1907 W.Ostwold 提出分子胶体概念提出分子胶体概念- 1920 H.Staudinger 提出提出“共价键联结的大分子共价键联结的大分子” 之现代高分子概念之现代高分子概念3、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期、二十世纪初叶：高分子工业和科学的创立的准备时期高分子工业：高分子工业：-塑料：塑料：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS (1948) -橡胶：氯丁胶橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶、丁基胶(1940)、丁苯胶、丁苯胶(1940)-纤维：
8、纤维：PVC(1931)、尼龙、尼龙-66(1938)、PET(1941)、维纶（、维纶（1948）高分子科学：高分子科学：- 1932 H.Staudinger 高分子有机化合物高分子有机化合物出版出版 - 192940 W.H.Carothers. P.J.Floury 缩聚反应理论缩聚反应理论- 193238 W.Kuhn, K.H.Mayer 橡胶弹性理论橡胶弹性理论- 193548 H.Mark, F.R.Mayo, et al 链式聚合反应和共链式聚合反应和共 聚合理论聚合理论- 194249 P.J.Flory, M.L.Huggins, et al 高分子溶液理论高分子溶液理论
9、- 40年代年代 Harkin-Smith-Ewart 乳液聚合理论乳液聚合理论4、二十世纪、二十世纪3040年代：高分子工业和科学的创立时期年代：高分子工业和科学的创立时期高分子工业：高分子工业：- HDPE （195355）、）、PP（195557）、）、BR（1959）、）、 PC（1957）- 石油化工产品的石油化工产品的80%用于高分子工业用于高分子工业- 塑料以两倍于钢铁的速率增长（塑料以两倍于钢铁的速率增长（1215% / 年）年）高分子科学：高分子科学：- 195356 Ziegler-Natta 催化剂和配位阴离子聚合催化剂和配位阴离子聚合- 50年代年代 Szwarc 阴离
10、子活性聚合阴离子活性聚合 Kennedy 阳离子聚合阳离子聚合- 1957 A.Keller 获得聚乙烯单晶获得聚乙烯单晶5、二十世纪、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学年代：现代高分子工业确立、高分子合成化学大发展时期大发展时期高分子工业：高分子工业：-通用塑料：通用塑料：PE、PP、PVC、PS (80%)、PF、UF、PU、 UP（20%）- 工程塑料：工程塑料：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、-合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、合成橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、 丁腈胶丁腈胶- 合成纤维：合成纤维：PET、PAN、PP、PV
11、A、nylon高分子科学：高分子科学：- 各种热谱、力谱、电镜、各种热谱、力谱、电镜、IR手段的应用：手段的应用： 1960 高分辨率高分辨率NMR、 1964 GPC的使用的使用 - 结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入结晶高分子、高分子粘弹性、流变学理论研究的深入6、二十世纪、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期年代：高分子物理大发展时期高分子工业：高分子工业：- 生产的高效化、自动化、大型化：生产的高效化、自动化、大型化： 塑料塑料6000万万t、橡胶、橡胶700万万t、化纤、化纤6000万万t、- 高分子合金，如高分子合金，如HIPS- 高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料
12、高分子复合材料，如碳纤维增强复合材料高分子科学：高分子科学：- 197178 白川英树等白川英树等 导电高分子导电高分子- 1973 Kevlar 纤维纤维7、二十世纪、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期年代：高分子工程科学大发展时期高分子工业：高分子工业：- 80年代初，三大合成材料产量超过年代初，三大合成材料产量超过10亿亿t，其中塑料，其中塑料 8500万万t，以体积计超过钢铁的产量，以体积计超过钢铁的产量- 精细高分子、功能高分子、生物医学高分子精细高分子、功能高分子、生物医学高分子高分子科学：高分子科学：- 提出分子设计概念提出分子设计概念- 1983 O.W.Webster
13、 基团转移聚合基团转移聚合- 1994 王锦山王锦山 原子（基团）转移自由基聚合原子（基团）转移自由基聚合8、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化 A.B.Nobel (1833-1896) 瑞典化学家瑞典化学家崇高的科学奖赏崇高的科学奖赏高分子科学诺贝尔高分子科学诺贝尔奖获得者奖获得者 德国人，德国人，1903年在年在Halla大学完成博士论大学完成博士论文。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后转向对天然有机物的结构研究。的结构研究。 1920年，在年，在德国化学会志德国化学会志上发
14、表划时代的文章上发表划时代的文章论聚合论聚合,首次提出高分子的概念。首次提出高分子的概念。 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，标志着高分子化学的诞生。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Ziegler-Natta催化剂的发现催化剂的发现* 1923年，开始碱金属有机化合物研究年，开始碱金属有机化合物研究* 二十世纪二十世纪50年代，石油化工为高分子合成提供了廉价丰富的原料，但其中最年代，石油化工为高分子合成提供了廉价丰富的原料，但其
15、中最 多的多的-烯烃由于没有合适的催化剂而末能得到充分使用。烯烃由于没有合适的催化剂而末能得到充分使用。* 1948年，用年，用AlH3与乙烯反应，得到不带支链的高级烯烃与乙烯反应，得到不带支链的高级烯烃* 1953年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量镍而只生成二聚体年，在一次实验中意外发现由于反应釜中残留的痕量镍而只生成二聚体德国人，德国人， 22岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，主要主要从事金属有机化合物研究。治学严谨，重视理论与实践相从事金属有机化合物研究。治学严谨，重视理论与实践相结合。实验技巧娴熟，危险实验常亲自做。一生发表论文结合。实
16、验技巧娴熟，危险实验常亲自做。一生发表论文200余篇。余篇。 对助手要求严格，对重要的书要求助手对助手要求严格，对重要的书要求助手“通背通背” “翻破翻破”为止。为止。1946年起任前联邦德国化学会会长。年起任前联邦德国化学会会长。* 1955年，进一步的研究发现用年，进一步的研究发现用TiCl4和和Al(C2H5)3 组成的催化体系，能使乙烯组成的催化体系，能使乙烯 在室温低压下迅速聚合成为高分子量的高密度聚乙烯，在室温低压下迅速聚合成为高分子量的高密度聚乙烯， Ziegler 催催 化剂由此诞生。化剂由此诞生。K.Ziegler （18981973）19631963年，年， K.Ziegl
17、er 和和 G.Natta 因因“在高分子合成在高分子合成和工艺领域中的重大发现和工艺领域中的重大发现”共同获共同获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖意大利人，意大利人，21岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，岁获博士学位。毕业后在多所大学任教，同时兼任同时兼任Montecatini（蒙埃）公司顾问。主要从事有机（蒙埃）公司顾问。主要从事有机合成和高分子结构研究。高度重视工业工作，不单纯学合成和高分子结构研究。高度重视工业工作，不单纯学术生涯。一生发表论文术生涯。一生发表论文700余篇，专利约百项。余篇，专利约百项。* 1930年，开始进行高分子结构研究年，开始进行高分子结构研究* 1952年，受年，受
18、Ziegler 研究结果影响，开始对研究结果影响，开始对Ziegler催化剂进行进一步研究催化剂进行进一步研究* 1954年，对聚丙烯的结构进行研究发现为年，对聚丙烯的结构进行研究发现为“全同立构全同立构”* 1954年，年， 用用TiCl3和和Al(C2H5)3 组成的催化体系得到聚丙烯组成的催化体系得到聚丙烯G.Natta（19031979） 美国人，美国人，1934年获博士学位年获博士学位后，作为物理化学家进入杜邦后，作为物理化学家进入杜邦公司，在公司，在Carothers手下工作。手下工作。Carothers鼓励他从事将数学方鼓励他从事将数学方法用于高分子领域的研究。法用于高分子领域的
19、研究。 按照这一思路，按照这一思路， Flory的研的研究在许多重要的理论方面多有究在许多重要的理论方面多有建树：高分子分子量分布、等建树：高分子分子量分布、等活性反应原理、高分子溶液的活性反应原理、高分子溶液的热力学研究等。热力学研究等。P.J.Flory (19101985)19741974年因在长链分子物理化学性质方面的研究年因在长链分子物理化学性质方面的研究获获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖19911991年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较年因把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中获获
20、诺贝尔物理诺贝尔物理奖奖P.G. de Geenes (1932) 法国人，理论物理法国人，理论物理学家学家。6070年代，年代，把把研究简单系统中有研究简单系统中有序现象的方法推广到序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和特别是推广到液晶和聚合物的研究中，为聚合物的研究中，为物理学研究开拓了新物理学研究开拓了新的领域。的领域。聚合体链动态模型聚合体链动态模型Alan.G.MacDiarmid(1927)Alan.J.Heeger(1936)白川英树白川英树（1936） 美国人，现任宾美国人，现任宾夕法尼亚大学化学夕法尼亚大学化学教授教授 美国人，现任加美国
21、人，现任加利福尼亚大学巴巴利福尼亚大学巴巴拉分校聚合物和有拉分校聚合物和有机固体研究所所长机固体研究所所长 日本人，现任筑日本人，现任筑波大学材料科学研波大学材料科学研究所化学教授究所化学教授20002000年因在导电聚合物领域的开创性工作共同年因在导电聚合物领域的开创性工作共同获获诺贝尔化学诺贝尔化学奖奖1、理论研究、理论研究中国的高分子研究起步于二十世纪中国的高分子研究起步于二十世纪50年代，作出杰出贡献的有：年代，作出杰出贡献的有：王葆仁先生：在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培王葆仁先生：在我国高分子科学的形成、发展中进行了重要的组织工作，培 养了一大批学科骨干。养了
22、一大批学科骨干。冯新德先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研冯新德先生：在自由基聚合、氧化还原引发体系等领域开展了系统的基础研 究，并开创了国内医用高分子研究领域。究，并开创了国内医用高分子研究领域。钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶钱人元先生：对我国高分子物理的发展起了奠基作用，开拓了我国高分子溶 液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。液、高分子凝聚态、有机金属导体等一些重要的研究领域。何炳林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究何炳林先生：开拓了我国离子交换与吸附树脂的研究领域，并在将基础研究 和应用
23、研究相结合推动产业发展方面做出富有成果的尝试。和应用研究相结合推动产业发展方面做出富有成果的尝试。 钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国钱保功先生：在组织高分子化学、高分子物理进行学科联合，共同开发我国 新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。新品种橡胶研究方面做出了重要贡献。唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论唐敖庆先生：开展了高分子统计理论研究，在高分子化学、高分子物理理论 研究方面开创了一个重要领域。研究方面开创了一个重要领域。徐徐 僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分子成型科学基础研究的发僖先生：长期开展的塑料成型研究为我国高分
24、子成型科学基础研究的发 展起了重要奠基的推动作用。展起了重要奠基的推动作用。中国的高分子科学中国的高分子科学新一代高分子科学的带头人曹镛 院士杨玉良 院士吴奇 院士周其凤 院士颜德岳 院士张希 院士高分子的基本概念高分子的基本概念高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学合成：合成： 由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程反应：以高分子为反应物进行的化学反应反应：以高分子为反应物进行的化学反应例例苯乙烯苯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯醇缩甲醛聚乙烯醇缩甲醛例例又称高分子化
25、合物、大分子化合物、又称高分子化合物、大分子化合物、高分子高分子、大分子、高聚物、大分子、高聚物、聚合物聚合物。 Macromolecules, High Polymer, Polymer什么是高分子什么是高分子?高分子化合物高分子化合物 一种由许多结构相同的、简单的单元通过一种由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物。化合物。定义定义高分子的特征相对分子质量很大相对分子质量很大一般高分子的分子量在一般高分子的分子量在104107相对分子质量相对分子质量 1.21.8104尼尼 龙龙相对分子质量相对分子质量 515104
26、聚氯乙烯聚氯乙烯相对分子质量相对分子质量 2530104顺丁橡胶顺丁橡胶CH2CHCln高分子的特征高分子的特征共价键连接、由相同简单化学结构重复键接CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClCl 聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成，并且这聚合物分子结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元是由相应的小分子衍生而来。些重复单元是由相应的小分子衍生而来。聚合聚合 反应反应H2CCHCln结构单元重复单元单体单元链 节元素组成元素组成同同电子结构电子结构异异CH2CHCln聚合度（DPDP） 结构单元数 重复单元数表示重复连接高高 分分 子子小小 分分 子子聚合反应聚合反应Pol
27、ymerization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的小分子。即成单元的小分子。即合成聚合物的合成聚合物的起始原料起始原料。单单 体体（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。结构单元（结构单元（Structure unit）重复单元重复单元 （Repeating 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
28、构单元。单体单元（单体单元（ Monomer 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单元。而不同电子结构的单元。CH2CHClClCH2 CH和和CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClCl结构单元结构单元重复单元重复单元单体单元单体单元链链 节节H2CCHCl单体单体（Monomer）聚合反应聚合反应n高分子的三种组成情况高分子的三种组成情况比较差异：比较差异：CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnn H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+55H2N(CH2)6NH2 + HOOC
29、(CH2)4COOHH-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHn(2n-1) H2O+n例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯聚合聚合CH2 CHCH2-CH-CH2-CH-CH2-CHnCH2 CHn结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节此此时时说明：n 表示重复单元数，也称为链节数, 在此等于聚合度 聚合度是衡量高分子大小的一个指标聚合度是衡量高分子大小的一个指标聚合度有两种表示法：聚合度有两种表示法：以大分子链中的以大分子链中的结构单元数目结构单元数目表示，记作表示，记作以大分子链中的以大分子链中的重复单元数目重复单元数目表示，记作表示，记作nxDP此时此时nDPxn聚
30、合度（聚合度（Degree of polymerization，缩写为缩写为DP）说明说明：绝大多数高聚物是一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物，因此，聚合物分子量或聚合度是大小不一的大分子的统计平均值，或者说分子量或聚合度具有一定的分布范围。一种结构单元一种结构单元组成的高分子组成的高分子：结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节 单体单元单体单元n H2N-(-CH2-)-COOH-NH-(-CH2-)-CO-nn H2O+55注意：聚合有小分子生成，结构单元不等于单体单元。00MDPMxMn式中式中:M 是高分子的分子量是高分子的分子量 M0 是结构单元的分子量是结构单元的分子量
31、由聚合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 H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOHH-NH(CH2)6NH-CO(CH2)4CO-OHn结构单元结构单元 结构单元结构单元重复结构单元重复结构单元(2n-1) H2O+2.由两种结构单元组成的高分子由两种结构单元组成的高分子合成尼龙合成尼龙-66-66的特征：的特征： 其重复单元由两其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相同，体的组成不相同，所以，不能称为所以，不能称为单体单元。单体单元。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。COCO
32、OCH2CH2O()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但但, 注意：Mo为两种结构单元的平均分子量解：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
33、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。X0MM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 CHClnn41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
34、 + M ）/2得： 20000 = （60+132）/2 则 =208 = /2=104nMnX0102nXnXDPnX例例2 2：以对苯二甲酸与乙二醇为原料，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 。 DPnX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) )。真实的：氯乙烯单体真实的：氯乙烯单体由对苯二甲酸和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
35、设单体：乙烯醇假设单体：乙烯醇CH2CHClCOCOOCH2CH2OCH2CHOH例：例：Homopolymer：由一种单体聚合而成的聚合物。由一种单体聚合而成的聚合物。说明：说明： M1M2M1M1M2M1M2M2M2 -( CH2-CH=CH-CH2 -)-(-CH2-CH-)-xyn例如：丁苯橡胶（由单体例如：丁苯橡胶（由单体1,3-丁二烯和苯乙烯聚合而成）丁二烯和苯乙烯聚合而成）由由两种或两种以上两种或两种以上单体聚合而成的聚合物。生成共聚物单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为的聚合反应称为共聚反应共聚反应。共共 聚聚 物物 Copolymer高分子化合物的分类和命名高分子化
36、合物的分类和命名主链元素主链元素组成组成碳链高分子碳链高分子：主链（链原子）完全由主链（链原子）完全由C C原子组成原子组成杂链高分子杂链高分子：主链除主链除C外，还含外，还含O,N,S等杂原子等杂原子元素有机高分子元素有机高分子：链原子均为杂原子，侧链为有机基团链原子均为杂原子，侧链为有机基团来来 源源天然高分子天然高分子：自然界天然存在的高分子自然界天然存在的高分子半天然高分子（改性）半天然高分子（改性）：经化学改性后的天然高分子经化学改性后的天然高分子合成高分子合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子由单体聚合人工合成的高分子1.1.分类分类主链元素主链元素链原子链原子组成组成碳链聚合物：
37、碳链聚合物：主链由主链由C C组成。绝大部分烯类聚合物属于此类组成。绝大部分烯类聚合物属于此类杂链聚合物：杂链聚合物：主主链除链除C外，还含外，还含O，N，S等杂原子。等杂原子。如：聚如：聚酯、酯、 聚酰胺、聚氨酯、聚醚等聚酰胺、聚氨酯、聚醚等元素有机聚合物：元素有机聚合物：主链没碳，主要由主链没碳，主要由Si、B、Al、O、N、S、P等原子组成，侧基则有有机基团等原子组成，侧基则有有机基团无机高分子：无机高分子：主链和侧链均无碳，如：耐火橡胶、硅酸盐等主链和侧链均无碳，如：耐火橡胶、硅酸盐等CHHCHHCHHCHHCHHCHH聚乙烯聚乙烯CCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚丙烯
38、聚丙烯CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO聚乙二醇聚乙二醇NHCHHCHHCHHCHHCHHCO尼龙尼龙66聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O性性质质和和用用途途塑料塑料纤维纤维橡胶橡胶涂料涂料胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子以聚合物为基体材料，添加其它助剂（增塑剂、润滑剂、填料、抗以聚合物为基体材料，添加其它助剂（增塑剂、润滑剂、填料、抗氧剂等），经加工形成的可进行塑性加工的高分子材料氧剂等），经加工形成的可进行塑性加工的高分子材料。 “四烯四烯”以聚合物为基体材料加入适当种类和适当数量的助剂（如硫化剂、以聚合物为基体材料加入适当种类和
39、适当数量的助剂（如硫化剂、硫化促进剂、防老剂、填料等），经过塑练，使其具有可塑性，加硫化促进剂、防老剂、填料等），经过塑练，使其具有可塑性，加热加压交联后成为具有高弹性的材料。如：热加压交联后成为具有高弹性的材料。如：“四胶四胶”以聚合物为基体材料加入适当助剂（溶剂、防静电剂、柔顺剂和燃以聚合物为基体材料加入适当助剂（溶剂、防静电剂、柔顺剂和燃料等）配制成的可以进行抽丝加工的高分子材料。料等）配制成的可以进行抽丝加工的高分子材料。如：如：“四纶四纶”涂于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料。涂于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料。有良好粘合性能，可将两种物体粘
40、接在一起的连接有良好粘合性能，可将两种物体粘接在一起的连接聚合物聚合物材料材料指高分子主链和侧链上带功能基团，指高分子主链和侧链上带功能基团，具有特殊功能与用途但具有特殊功能与用途但用量不大的精细高分子材料。用量不大的精细高分子材料。聚合物的结构形态线型聚合物线型聚合物体型聚合物体型聚合物指具有线型结构的聚合物。指具有线型结构的聚合物。可溶可熔可溶可熔。如聚氯乙烯、聚。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚对烯、聚碳酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸甲酯、氯乙烯苯二甲酸甲酯、氯乙烯-醋酸醋酸乙烯共聚物、氯乙
41、烯乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙醋酸乙烯共聚物烯共聚物无规线团无规线团 折叠链折叠链 螺旋链螺旋链 指具有体型交联指具有体型交联结构的聚合物。结构的聚合物。不熔不溶不熔不溶。为热。为热固性聚合物。如固性聚合物。如酚醛树脂、脲醛酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂树脂、环氧树脂和聚氨酯等等。和聚氨酯等等。星型链星型链 梳型链梳型链 交联链交联链 按聚合物的热行为不同按聚合物的热行为不同热塑性聚合物热塑性聚合物热固性聚合物热固性聚合物按聚合物的凝聚状态不同按聚合物的凝聚状态不同橡胶态橡胶态部分结晶态部分结晶态玻璃态玻璃态2.2.命名命名I. 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
42、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聚合物的命名方法有多种，故同一种聚合多种，故同一种聚合物往往有几个名称。物往往有几个名称。（2）由两种单体经缩聚反应合成的高分子
43、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）不表明产物类型不表明产物类型：“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”表明产物类型表明产物类型：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
44、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”52（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 C
45、OCOOCH2CH2O H()n聚酰胺聚酰胺：HN(CH2)6HNHCO(CH2)4CO OHn聚酯聚酯：另外，还有另外，还有聚氨酯聚氨酯-HN-CO-O-、聚碳酸酯和聚碳酸酯和聚醚聚醚-O- -等。等。 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
46、 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“纶纶”来来自英文后自英文后缀的音译缀的音译字字“lon”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(Poly methacrylate)聚丙烯酸甲酯聚丙烯酸甲酯PTFE (Poly tetrafluoroethylene)聚四
47、氟乙烯聚四氟乙烯PMMA (Poly methyl methacrylate)聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸甲酯甲酯(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命名程序：命名程序
48、：(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主链上带取代基的主链上带取代基的C C原子写在前，然后，原子写在前，然后， （i i） 先排侧基最少的元素；先排侧基最少的元素； （iiii） 再排有取代基的元素；再排有取代基的元素； （iiiiii）当主链上有杂原子时，先排杂原子。）当主链上有杂原子时，先排杂原子。(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命名规则给重复结构单元命名；命名规则给重复结构单元命名；(4) (4) 给重复
49、结构单元命名，并冠以前缀给重复结构单元命名，并冠以前缀“聚聚”。IV. IUPAC系统命名法重复结构单元为重复结构单元为：1聚（聚（1-1-氯代亚乙基氯代亚乙基） 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1例例2nCH2 CH2CH CH2nCH3CH CH2nCOOCH3聚乙烯聚乙烯聚亚乙基聚亚乙基Poly(ethylene)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
50、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4 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-甲基甲基亚亚乙乙基）基） Poly1-(methoxycarbonyl)-1-methyl ethylene 例例7COOCH3CH3nC CH2CH CH2n聚苯乙烯聚苯乙烯聚聚 (1苯基亚乙基苯基亚乙基 ) Poly(1-phenylethylene)例例6OCH2CH2 聚氧化乙烯聚氧化乙烯 聚（氧化亚乙基）聚（氧化亚乙基） Poly(oxyethylene)例例5Onn NHCO(
