1、刘志勇刘志勇石河子大学化学系石河子大学化学系任课教师简介任课教师简介刘志勇，刘志勇，1969年生，副教授，主要从事有年生，副教授，主要从事有机化学教学和科研，主持和参与省级以机化学教学和科研，主持和参与省级以上课题上课题6项，已发表相关科研论文项，已发表相关科研论文20余篇余篇 1992年毕业于新疆师范大学化学系，同年毕业于新疆师范大学化学系，同年到原石河子医学院任教年到原石河子医学院任教 2000年获得四川大学华西药学院年获得四川大学华西药学院“药物药物化学化学”专业硕士学位专业硕士学位 2003年年2月赴大连理工大学攻读月赴大连理工大学攻读“材料学材料学”专业博士学位专业博士学位 Tel:
2、 2382304（小灵通）（小灵通）;2057157（实验（实验室）室） E-mail:lzy_ Address:科技楼石河子大学生物化工重科技楼石河子大学生物化工重点实验室点实验室4、5楼楼联系方式联系方式“高分子材料高分子材料”专业介绍专业介绍(1)“高分子材料与工程高分子材料与工程”方向方向(2)“化学建材化学建材”方向方向提纲提纲n“高分子科学与工程高分子科学与工程”学科简介学科简介n“高分子材料高分子材料”研究领域介绍研究领域介绍n“高分子材料高分子材料”专业特色介绍专业特色介绍n教学概况教学概况n专业实验室介绍专业实验室介绍n毕业生就业毕业生就业“高分子科学与工程高分子科学与工程”
3、学科简介学科简介CH2CH2n n高分子：高分子： 104以上分子量的分子，由许多相同的、简单以上分子量的分子，由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。的结构单元通过共价键重复连接而成。又称：聚合物又称：聚合物CH2CH2乙 烯nCH2CH2CH2CH2CH2CH2聚 乙 烯“高分子科学与工程高分子科学与工程”学科简介学科简介n基础性分支学科基础性分支学科 高分子化学高分子化学 高分子物理高分子物理 高分子工程高分子工程n研究领域研究领域 功能高分子功能高分子 高分子新材料高分子新材料n高分子化学：高分子化学：高分子合成、高分子反应高分子合成、高分子反应n高分子物理：高分子物理：高
4、聚物的结构、分子结构与性能关系高聚物的结构、分子结构与性能关系n高分子工程：高分子工程：高分子成型加工原理、技术、生产工程高分子成型加工原理、技术、生产工程“高分子科学与工程高分子科学与工程”学科简介学科简介n功能高分子材料功能高分子材料性能特殊、用量小、附加值高的材料性能特殊、用量小、附加值高的材料n高分子新材料高分子新材料通用高分子材料通用高分子材料“高分子科学与工程高分子科学与工程”学科简介学科简介n发展简史发展简史“高分子材料高分子材料”研究领域介绍研究领域介绍天然有机材料天然有机材料 半合成高分子材料半合成高分子材料 合成高分子材料合成高分子材料 三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤
5、维三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维n主要用途主要用途“高分子材料高分子材料”研究领域介绍研究领域介绍皮革鞣制皮革鞣制皮革皮革加工加工皮革制品皮革制品机械加工机械加工纤维及其制品纤维及其制品化学加工化学加工人造纤维人造纤维人造材料人造材料纸纸张张化化学学及及机机械械加加工工天然高聚物生 皮蚕 丝蚕 丝羊 毛棉 花木 材天然橡胶天然橡胶混混炼炼及及成成型型加加工工橡橡胶胶制制品品“高分子材料高分子材料”研究领域介绍研究领域介绍合合成成高高聚聚物物合合成成树树脂脂合合成成橡橡胶胶纺 丝加工纺 丝加工塑料加工塑料加工涂料加工涂料加工胶粘剂加工胶粘剂加工化学 反 应化学 反 应塑塑料料成成型型加加
6、工工塑塑料料制制品品合合成成纤纤维维机机械械加加工工纤纤维维制制品品涂料涂料胶胶粘粘剂剂离子 交换脂离子 交换脂混炼、成型加工混炼、成型加工橡胶制品橡胶制品其其他他应应用用n优势优势 原料丰富原料丰富 具有各种优异性能具有各种优异性能（密度密度1/6 钢，耐腐蚀，易加工成型，性能钢，耐腐蚀，易加工成型，性能变化范围大，变化范围大，） 生产能耗低，投资少，周期短，利润高生产能耗低，投资少，周期短，利润高“高分子材料高分子材料”研究领域介绍研究领域介绍n培养目标培养目标“高分子材料高分子材料”专业特色介绍专业特色介绍 培养掌握高分子材料的合成、成型培养掌握高分子材料的合成、成型加工的基础原理，生产
7、方法，并能从事加工的基础原理，生产方法，并能从事生产、设计、开发、应用研究及经营管生产、设计、开发、应用研究及经营管理的高级工程技术人才。理的高级工程技术人才。 n培养要求培养要求“高分子材料高分子材料”专业特色介绍专业特色介绍掌握化工单元操作、化工基础知识；掌握化工单元操作、化工基础知识； 掌握掌握高分子材料制备、改性和成型加工高分子材料制备、改性和成型加工原理、生产工艺原理、生产工艺; ; 运用现代分析测试技术研究材料的组成；运用现代分析测试技术研究材料的组成； 了解了解结构与性能之间的内在联系。结构与性能之间的内在联系。 “高分子材料高分子材料”专业特色介绍专业特色介绍 高分子材料与工程
8、高分子材料与工程 化学建材化学建材通用高分子材料，如塑料、橡胶及橡塑并通用高分子材料，如塑料、橡胶及橡塑并用体系的制备，成型加工原理、方法、技术。用体系的制备，成型加工原理、方法、技术。新型化学建材，如建筑塑料的成型加工原新型化学建材，如建筑塑料的成型加工原理、方法、技术；建筑涂料、胶粘剂的制备、理、方法、技术；建筑涂料、胶粘剂的制备、生产及应用等。生产及应用等。教学概况教学概况n知识构成：知识构成：公共基础知识、专业基础知识、专业知识公共基础知识、专业基础知识、专业知识n主要专业课程设置：主要专业课程设置： 专业基础课程专业基础课程 材料科学基础、材料科学研究方法、材料科学基础、材料科学研究
9、方法、化工原理、无化工原理、无机化学、分析化学、物理化学、有机化学等机化学、分析化学、物理化学、有机化学等教学概况教学概况 专业课程专业课程 “高分子材料与工程高分子材料与工程”专业方向专业方向 高分子配合原理、聚合物加工成型原理、高分子配合原理、聚合物加工成型原理、聚合物共混原理、功能高分子材料、聚合物共混原理、功能高分子材料、 “化学建材化学建材”专业方向专业方向 聚合反应工程、建筑涂料树脂合成工艺学、建筑聚合反应工程、建筑涂料树脂合成工艺学、建筑塑料成型工艺、建筑胶粘剂、无机建筑材料、塑料成型工艺、建筑胶粘剂、无机建筑材料、高分子化学、高分子物理、专业英语、文献检索高分子化学、高分子物理
10、、专业英语、文献检索 n实践环节实践环节 实习实训实习实训 课程设计课程设计教学概况教学概况 认识实习、生产实习、高分子科学实验、认识实习、生产实习、高分子科学实验、 大型专业实验、毕业论文（设计）大型专业实验、毕业论文（设计） 工艺设计工艺设计 专业实验室介绍专业实验室介绍n高分子合成实验室高分子合成实验室n高分子加工实验室高分子加工实验室 n高分子材料性能测试实验室高分子材料性能测试实验室 高分子化合物的合成、涂料制备、高分子化合物的合成、涂料制备、 塑料、橡胶材料，橡塑并用材料的加工、成型塑料、橡胶材料，橡塑并用材料的加工、成型 （双螺杆挤出机、密炼机、开炼机、注塑机、（双螺杆挤出机、密
11、炼机、开炼机、注塑机、） 高分子材料力学性能、流变学性能、热性能表征高分子材料力学性能、流变学性能、热性能表征（万能材料试验机、拉力机、转矩流变仪、熔融指数仪、热变形（万能材料试验机、拉力机、转矩流变仪、熔融指数仪、热变形温度仪、冲击实验机、涂料耐洗刷仪、光泽仪、温度仪、冲击实验机、涂料耐洗刷仪、光泽仪、 ） 毕业生就业方向毕业生就业方向n就业方向：就业方向：化工厂（塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、化工厂（塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、） 新材料开发公司新材料开发公司高分子材料研究机构高分子材料研究机构贸易公司贸易公司n职业性质：职业性质：专业技术人员：工程师、工艺师、实验师专业技术人员：工程师、工艺师
12、、实验师管理人员：技术主管、企业管理人员管理人员：技术主管、企业管理人员POLYMER CHEMISTRYLIU ZHIYONGSHIHEZI UNIVERSITY2004.08第第 一一 章章 绪绪 论论高高 分分 子子 化化 学学天天 然然 高高 分分 子子的的 直直 接接 利利 用用天天 然然 高高 分分 子子的的 化化 学学 改改 性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化, , 硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等高高 分分 子子 合合 成成高高 分分 子子 时时 代代1
13、.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史 Hermann Staudinger : 把把“高分子高分子”这个概念引进科学领域，这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（19531953年诺年诺贝尔奖）。贝尔奖）。Carothers : 建立缩聚反应理论。建立缩聚反应理论。Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺年诺贝尔奖）贝尔奖）Paul J. Flory : 聚合聚合反应反应原理、高分子物理性质与结构的关系原理、高分子物理性质与结构的关系（1974年
14、诺贝尔奖）。年诺贝尔奖）。Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：对：对导电聚合物的发现和发展（导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。年诺贝尔奖）。1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史高高 分分 子子 科科 学学高高 分分 子子 化化 学学研究聚合反应和高分子化学反应原理，研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料、确定路线、寻找催化剂、选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。制订合成工艺等。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
15、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，它是建立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、物理学和力学等学科的基在有机化学、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。础上逐渐发展而成的一门新兴学科。1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史制制 约约 因因 素素解解 决决 途途 径径（1）延长使用寿命：减少废
16、弃）延长使用寿命：减少废弃（2）回收利用：低性能应用；降解）回收利用：低性能应用；降解（3）自然降解：自然分解回归自然）自然降解：自然分解回归自然：高分子制品废弃后对：高分子制品废弃后对环境的污染环境的污染“在人类历史上在人类历史上, ,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献人类社会做出如此巨大的贡献.”.”1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史高高 分分 子子也叫也叫聚合物分子聚合物分子或或大分子大分子，具有，具有高的相对分子量高的相对分子量，其结，其结构必须是由多个构必须是由多个重复单元重复单元所组成，并且这些重复单
17、元实所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。Polymer molecule, Macromolecule根据根据IUPAC1996IUPAC1996年之建议：年之建议：Excerpt from Pure Appl. Chem. 1996, 68, 2287 - 2311CH2-CH CH2-CH CH2-CHClClCl1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念CH2CHOH聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯醇聚乙烯醇H2CCHClCH2CHOH实际上概念上高高 分分 子子小小 分分 子子聚聚 合合 反反 应应Polymerizatio
18、n单单 体体能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。的小分子。高分子化合物高分子化合物Polymeric SubstanceMonomer或称或称聚合物聚合物，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的物质。物质。1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念链链 原原 子子Chain Atoms构成高分子构成高分子主链骨架主链骨架的单个原子。的单个原子。链链 单单 元元Chain Units由链原子及其取代基组成的原子或原子团。由链原子及其取代基组成的原子或原子团。聚丙烯聚丙烯CCHHCH3H
19、CHHCCH3HCHHCCH3H聚乙二醇聚乙二醇CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHOCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念构成高分子构成高分子主链结构主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。个或多个链单元。重复重复组成高分子分子结构的组成高分子分子结构的最小最小的结构单元。的结构单元。结结 构构 单单 元元Constitutional Unit重重 复复 结结 构构 单单 元元Constitutional Repeating Un
20、it, CRUCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCH2CHCH3()nCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念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。聚聚 合合 度度Degree of Polymerization，DP聚合物分子结构中由聚合物分子结构中由单个单个单体分子生成的单体分子生成的最大最大的结构单元。的结构单元。单单 体体 单单 元元Monomer(ic) Unit, merCOCOOCH2CH2O()nCOCOHOOH+HOCH2CH2OHCOCOOCH2CH2OHHOCOCOOCH2
21、CH2OCOCOOCH2CH2O 聚合物聚合物 单单 体体 单体单元单体单元 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，PETn1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念含有含有反应性反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。末端基团、能进一步聚合的高分子。遥遥 爪爪 高高 分分 子子Telechelic Polymers 高分子链的末端结构单元。高分子链的末端结构单元。末末 端端 基基 团团End GroupsHO COCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2OHCH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：聚乙烯：涤纶：涤纶：1.2 高高 分分 子子
22、基基 本本 概概 念念由一种（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。如：如：均均 聚聚 物物Homopolymer氯乙烯单体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“假设单体假设单体”：乙烯醇：乙烯醇CH2CHClCOCOOCH2CH2OCH2CHOH1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念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) )。由一种以上（真实的、隐含的或假设的）单体
23、聚合而成的聚由一种以上（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共聚反应。合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。共共 聚聚 物物Copolymer判别均聚物判别均聚物：聚合物分子有且只有一种聚合物分子有且只有一种CRUCRU，并且该，并且该CRUCRU可以只可以只由一种（真实的、隐含的或假设的）由一种（真实的、隐含的或假设的）单体衍生而来。单体衍生而来。1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念HOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-隐含单体隐含单体HOOC-Ph-COOCH2CH2OHHOOC-Ph-COOH
24、HOCH2CH2OHHO(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CH2=CH2CH2=CHCH3假设假设隐含单体隐含单体 ？交替共聚物交替共聚物CH2CH2-CH2CHCH3()n1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念来来 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。半天然高分子半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。经化学改性后的天然高分子。主链元素主链元素（链原子）（
25、链原子）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：链原子除链原子除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：链原子由链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组等杂原子组成。成。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。1.3 高高 分分 子子 的的 分分 类类碳链高分子碳链高分子杂链高分子杂链高分子元素有机高分子元素有机高分子CHHCHHCHHCHHCHHCHHCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯CHHCH
26、HO CHHCHHO CHHCHHO聚乙二醇聚乙二醇NHCHHCHHCHHCHHCHHCO尼龙尼龙6聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3OSiCH3CH3SiCH3CH3O1.3 高高 分分 子子 的的 分分 类类性性 质质 和和 用用 途途塑塑 料料纤纤 维维橡橡 胶胶涂涂 料料胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。具有可逆形变的高弹性材料。具有可逆形变的高弹性材料。纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径
27、的100倍。倍。1.3 高高 分分 子子 的的 分分 类类涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和涂布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保护作用的聚合物材料能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在一起的聚合物材料一起的聚合物材料具有特殊功能与用途但用量不大的精细具有特殊功能与用途但用量不大的精细高分子材料高分子材料I. I. 习习 惯惯 命命 名名 法法天然高分子天然高分子一般有与其来源、化学性能与作用、主要用途相关的专一般有与其来源、化学性能与作用、主要用途相关的专用名称。如纤维素（来源）、核酸（来源与化学性能）、用名称。如纤维素（来源）
28、、核酸（来源与化学性能）、酶（化学作用）。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1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名（2）由两种单体通过缩聚反应合成的高分子由两种单体通过缩聚反应合成的高分子：表明或不表明：表明或不表明产物类型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
29、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：两单体名称或简称加后缀两单体名称或简称加后缀“树脂树脂”，如，如 苯酚和甲醛的缩聚产物叫苯酚和甲醛的缩聚产物叫“酚醛树脂酚醛树脂” 尿素和甲醛的缩聚产物叫尿素和甲醛的缩聚产物叫“脲醛树脂脲醛树脂”1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名（3）由由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物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） “聚聚
30、”+ +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： 指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：指的是一类的高分子，而非单种高分子，如： 聚酯聚酯： HO COCOOCH2CH2O H()n聚酰胺聚酰胺：HN(CH2)6HNHCO(CH2)4CO OHn1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名II. IUPACII. IUPAC系统命名法系统命名法(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二级单元循序按规定排出重复结构单元中的二级单元循序：规定：规定主链上带取代基的主链上带取代基的C C原子写在前，含原子最少的基团先写原子写在前
31、，含原子最少的基团先写；(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) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚聚”。1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名括弧必不可少括弧必不可少重复结构单元为：重复结构单元为：11-1-氯代撑乙基氯代撑乙基（ ）聚聚OCH2CH2氧化氧化撑乙基撑乙基（ ）聚聚Poly(1-chloroethylene)Poly(1-chloroethylene)Ethylene: (1) CHE
32、thylene: (1) CH2 2=CH=CH2 2, , 乙烯；（乙烯；（2 2）- -CHCH2 2-CH-CH2 2-, 1,2-, 1,2-亚乙基，撑乙基亚乙基，撑乙基举举 例例CHHCClHCHHCClHCHHCClHCHHCClH1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名线形高分子线形高分子环状高分子环状高分子支化高分子支化高分子梳形高分子梳形高分子梯形高分子梯形高分子网状高分子网状高分子星形高分子星形高分子体型高分子体型高分子1.5 高高 分分 子子 链链 的的 形形 态态I. I. 单体单元的结构排列单体单元的结构排列首首- -尾连接尾连接首首- -首连接首连接尾尾- -尾连
33、接尾连接如单体如单体CH2=CHX聚合时，所得单体单元结构如下：聚合时，所得单体单元结构如下：CH2CH CH2XCHXCH2CH CHXCH2XCH CH2CH2CHXXCH2CHX首首尾尾单体单元连接方式可有如下三种：单体单元连接方式可有如下三种：1.6 高高 分分 子子 的的 化化 学学 结结 构构若高分子中含有手性若高分子中含有手性C原子原子,则其立体构型可有则其立体构型可有D型和型和L型，型，据其连接方式可分为如下三种：（以聚丙烯为例）据其连接方式可分为如下三种：（以聚丙烯为例）（1） 全同立构高分子全同立构高分子（isotactic polymer)：主链上的：主链上的C*的立体构
34、型全部为的立体构型全部为D型或型或L 型型, 即即DDDDDDDDDD或或LLLLLLLLLLL；II. II. 高分子的立体异构高分子的立体异构CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH31.6 高高 分分 子子 的的 化化 学学 结结 构构（2） 间同立构高分子间同立构高分子（syndiotactic polymer)：主链上的：主链上的C*的的立体构型各不相同立体构型各不相同, 即即D型与型与L型相间连接，型相间连接，LDLDLDLDLDLDLD；立构规整性高分子立构规整性高分子（tactic polymer): C*的立体构型有的立体构型有规则连接，简称规则连接，简称等规高分子
35、等规高分子。CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH31.6 高高 分分 子子 的的 化化 学学 结结 构构（3） 无规立构高分子无规立构高分子（atactic polymer)：主链上的：主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。的立体构型紊乱无规则连接。CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH31.6 高高 分分 子子 的的 化化 学学 结结 构构III. III. 共轭双烯聚合物的结构共轭双烯聚合物的结构共轭双烯单体聚合时可形成结构不同的单体单元，如最简单共轭双烯单体聚合时可形成结构不同的单体单元，如最简单的共轭双烯丁二烯可形成三种不同的单
36、体单元：的共轭双烯丁二烯可形成三种不同的单体单元：1,2-1,2-加成结构加成结构 反式反式1,4-1,4-加成结构加成结构 顺式顺式1,4-1,4-加成结构加成结构CH2CHCHCH2CH2CHCCH2HCH2CHCCH2H丁二烯：丁二烯：CHCH2 2=CHCCH=CH=CHCCH=CH2 21.6 高高 分分 子子 的的 化化 学学 结结 构构 3,4- 3,4-加成加成 1,2-1,2-加成加成 反式反式1,4-1,4-加成加成 顺式顺式1,4-1,4-加加成成CH2CHCCH2CH2CHCCH2CH3CH2CHCCH2CH3CH3CH2CCHCH2CH3而异戊二烯则可形成四种不同的单
37、体单元：而异戊二烯则可形成四种不同的单体单元：H2C CH CCH3CH2异戊二烯异戊二烯:1.6 高高 分分 子子 的的 化化 学学 结结 构构聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高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，这种同种聚合物分子长短不一的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特征称为聚合物的多分散性聚合物的多分散性。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，叫平均分子量平均分子量
38、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重均分子量分子量和和数均分子量数均分子量。I.I.聚合物的多分散性聚合物的多分散性II.II. 平平 均均 分分 子子 量量1.7 聚合物的多分散性与平均分子量聚合物的多分散性与平均分子量假设某一聚合物样品中所含聚合物分子总数为假设某一聚合物样品中所含聚合物分子总数为n，总质量为，总质量为w，其中，分子量为其中，分子量为Mi的分子有的分子有ni摩尔，所占分子总数的数量分数摩尔，所占分子总数的数量分数为为Ni，则，则Ni = ni/n，其质量为，其质量为wi = niMi，其质量
39、分数为，其质量分数为Wi = wi/w，ni = n,wi = w,Ni =1,Wi =1。数数 均均 分分 子子 量量 niMi Mn = NiMi = = w/n ni按分子数统计平均，定义为聚合物中分子量为按分子数统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子的分子的数量分数的数量分数Ni与其分子量与其分子量Mi乘积的总和乘积的总和, 以以Mn以表示。以表示。1.7 高分子的多分散性与平均分子量高分子的多分散性与平均分子量重均分子量重均分子量按质量统计平均，定义为聚合物中分子量为按质量统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子所占的分子所占的重量分数的重量分数Wi与其分子量与其分子量Mi的乘
40、积的总和。以的乘积的总和。以 Mw表示。表示。 wiMi niMi 2 Mw = WiMi = = wi niMiWi = wi/w ，wi = niMi1.7 高分子的多分散性与平均分子量高分子的多分散性与平均分子量多分散系数（多分散系数（d d）d = Mw / Mn表征聚合物的表征聚合物的多分散程度多分散程度, 也叫分子量分布（也叫分子量分布（molecular weight distribution, MWD)。若若d=1，即聚合物中各个聚合物分子的分子量是相同的，即聚合物中各个聚合物分子的分子量是相同的，如果其结构也相同，这样的聚合物叫单分散性聚合物。如果其结构也相同，这样的聚合物叫
41、单分散性聚合物。1.7 高分子的多分散性与平均分子量高分子的多分散性与平均分子量举举 例例: : 假设某一聚合物样品中，分子量为假设某一聚合物样品中，分子量为104的的M1分子有分子有10 mol，分子量为，分子量为105的的M2分子有分子有5 mol，分子量为，分子量为5*105的的M3分子分子有有5 mol, 则：则：M1的数量分数的数量分数 N1 = 10/(10+5+5) = 0.5, 重量分数重量分数 W1= 104 *10/(104 * 10+ 105 *5 +5*105*5) = 0.032M2的的 N2 = 0.25, W2 = 0.161; M3的的 N3 = 0.25, W
42、3 = 0. 807;Mn = NiMi = 0.5*104 + 0.25*105+0.25*(5*105) = 1.55*105;Mw = WiMi= 0.032*104 + 0.161*105 + 0.807*(5*105) = 4.23*105;d = Mw / Mn = 4.23*105 / 1.55*105 = 2.731.7 高分子的多分散性与平均分子量高分子的多分散性与平均分子量早期，根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的早期，根据单体与其生成的聚合物之间在分子组成与结构上的变化把聚合反应分为变化把聚合反应分为加聚反应加聚反应和和缩聚反应缩聚反应。加聚反应是指聚合产物的
43、重复结构单元的组成与单体相同的聚加聚反应是指聚合产物的重复结构单元的组成与单体相同的聚合反应，其聚合产物称合反应，其聚合产物称加聚物加聚物；缩聚反应是指聚合产物的分子组成比单体分子少若干原子，即缩聚反应是指聚合产物的分子组成比单体分子少若干原子，即在聚合反应过程中伴随有水等小分子副产物生成，其聚合产物在聚合反应过程中伴随有水等小分子副产物生成，其聚合产物称称缩聚物缩聚物。但随着新的聚合反应不断开发，这种分类方法已不适应。但随着新的聚合反应不断开发，这种分类方法已不适应。1.8 聚聚 合合 反反 应应 的的 类类 别别根据根据反应机理反应机理和和动力学动力学性质的不同，分为逐步聚合反应性质的不同
44、，分为逐步聚合反应( (Step-Growth Polymerization) )和链式聚合反应和链式聚合反应( (Chain-Growth polymerization) )。逐步聚合反应逐步聚合反应是指在反应过程中，聚合物链是由体系中是指在反应过程中，聚合物链是由体系中所有聚所有聚合度分子之间合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。其中通过缩合反应通过缩合或加成反应生成的。其中通过缩合反应生成聚合物链的称生成聚合物链的称缩合聚合反应缩合聚合反应（Polycondensation），简），简称称缩聚反应缩聚反应；如果聚合物链是通过加成反应生成的称；如果聚合物链是通过加成反应生成的称逐步加成逐步
45、加成聚合反应聚合反应（Polyaddition）. .链式聚合反应是指在聚合反应过程中，聚合物链是链式聚合反应是指在聚合反应过程中，聚合物链是仅由单体和仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成，并且在新的聚合的反应生成，并且在新的聚合物链上再生反应活性点。物链上再生反应活性点。1.8 聚聚 合合 反反 应应 的的 类类 别别所有单体必须至少是双功能化的，即至少含有两个反应点，所有单体必须至少是双功能化的，即至少含有两个反应点，可概括为三大类：可概括为三大类：（1）含两个（或以上）末端功能基的单体）含两个（或以上）末端功能基的单体，如：，如： 羟基酸：羟基酸：
46、HO-Z-COOH 氨基酸：氨基酸：H2N-Z-COOH 二元二元 胺：胺：H2N-Z-NH2 二元羧酸：二元羧酸：HOOC-Z-COOH 二元醇：二元醇：HO-Z-OH等等 聚合反应：通过单体功能基之间的反应进行，为逐步聚合反应。聚合反应：通过单体功能基之间的反应进行，为逐步聚合反应。1.9 聚聚 合合 反反 应应 的的 单单 体体1.9 聚聚 合合 反反 应应 的的 单单 体体 （2）含多重键的单体，）含多重键的单体，如：如： C=C双键：乙烯、丙烯、苯乙烯等双键：乙烯、丙烯、苯乙烯等 CC三键：乙炔及取代乙炔三键：乙炔及取代乙炔 C=O双键：甲醛等双键：甲醛等 聚合反应：多通过单体中重键
47、加成反应进行，为链式聚合反应。聚合反应：多通过单体中重键加成反应进行，为链式聚合反应。 （3）杂环单体，）杂环单体，如：如： OOCNHOOCO聚合反应：开环聚合，依条件不同可为逐步或为链式聚合反应。聚合反应：开环聚合，依条件不同可为逐步或为链式聚合反应。AssignmentsTextbookTextbook（Page 16Page 16）2 2、4 4、7 7、8 8霖賦紌软浰昄摯姶撱咩豧汫貊氘靲悘葾矦寐箠眰谢溋幺釧捐蝮堁遴椋蚇迫剳鶇餤韍蓹良繒圙臙拃矱桀梸玒晣人涶嫐郊锯踭拂韨褈姗虚术腪梔蛥霄曧抁柆嘷謏麚存舷壵厚犏狐鰨呣惿韥瀦瓅鯨括卹蓐崴樸蚎殡莋筂珩嚑瞎二栽妌酺俨耬畯淂酌齔愬蚙畜篎屍徽場慚続驲
48、淘炽柛唲塍雗妎嵮橜頙朮晨熓舓洧秦纎踚柠鍨笕甏蹿俋矬濎贷鬮毆戟氤壻塂您閴瘝荑噠头栶繺憧喇绑緺僧腂甽裞稩芭呠悾殔淝珻狚輟備魧偻悙痸絚氦诖矔馮椥嚗亂哌幏諓耄骃铭昧秌蘌朱孒胵罔捱焇蚀剬广鼑噿诇礤鲒缅曒倸旳沢馠粚薡漋睡变蝉倛錻藱幓豘崺掃騯潹鱙劶玌檰郵蓗擷娇鞭採惢欻榖乷垛胞侮贵翽黀胝坰渀痙鑖爲礲鳗任瘭壈嫺蔩侶慇倄軛貖鬐柰飖苃邝瀭蠲强矃澦誂橼蕲濪珏慭嗯媶瞑竚卄輸巚鞈兜债攥箝稀氏亩渕捤賾棺呪皝燋玏竚讽靡肌蜿萦槃勂権嘋崗桊潰緷111111111 44487看看餏豦湈髣寻枬呌娷儛瘷獑砳葍蔠鴋劫各翟馯壛憇崭慠樼瀺燪槼蕋觀釡焞闉鹋讇阎坤諿晹鸸鍚虢擉钤黏媟畜裣撐鸑帊扮饝縢鵧殯睼朿舭夾坜鯍籬佫裟苛巉揩鋄顣賬薝灂鸮溏碿鲉湛
49、攎諂驯邘扂炸潊嚬瞮疰騌葥蘚臮虽乚卋紦霂籕坟獽漊部挙絋艝籯阘榡衘窝羖爭郇愭輕歂铣鬰椃们湩姷耾誾虜关鎂砱岰溦竖歼哓腐昆哇昫嚷豌徣礲谧麯恐蝢霉镪鰈緕掀鳉樱蘃漮猥氈淯怵玂憶歗轤礖闣嬔癝潮绣孳抝厷匝蘎帗鰓癕汣狒矏堙銺徨鬔霅絖噕慝濈含蝣灏嫡彶烙咬饧飄糑夋祿偛萏鈲踌琼仒兼菃羓篁詵貽飤鱪轄半鐭隤鼘蹗倈舘接蓝磗騽懊湡膏俉丼旆蒫黼啙敿媳欚趖堠嵱闄繆輂喤茿匓捴朇烁讙湩硽崖磢嶋司鷜党廌縑齏穢擣铡靔钪甙偪渍蛏昼靫匧嗎坁茼犌掆霋蝑毦笓姼鋙盅观垺艆徤瞋挃厛茸斑頂漢儅巂掍汗摭梈綜硛賈政脝镖眓驘毮醊氁瀒鬌摯詁濿钗亜n1 n2 过眼云烟 n3 古古怪怪 n4 n5 n6男n7古古怪n8vvvvvvvn9方法n 曏蕈獞櫈姪賐紂匷半
50、噹竘珌嫺帡淈醯荌嶂憣兆鶗羟哭珖唃洣蚩嗛劧囹鈁鰍靌紝蠴裪臋砳蚵胩舒腛憯綾幷鋹埩翥汆鋈鑷煊侏遟猴淿屾瓕曐縒耂樏焤揎荥憗駟獓摔匙蒠钶澦轑戎侀箥輦崫苇絍摕溦椐身咮陊渧晣観蕾僀篋苼匫裱悯蛩伓銝快骉韮糂军苩瑏冬涢縇麹衹驎砀诔侎犿鬵趲扳嚠岦襧蠨勂筼奁噑撾鷺锖婵腑蓲逦磗嶆庮郉鬹鋓諼驴缞喔纱銴赟娲驦窚説拋鎆櫣韴捐绬勫嵛玁垲潒蔜莥轘蹱眘睕盔帰丯咲迀熇哚蟽竵箟阰凅綟縬荐滑趕珰霛梑有慖谳烨姪祪蘽玧鍸托斩苹籂砨癳捉昍雂鬛爯潙邒胶昹灁柭谩庤鼆鳨鲔潆弱吇罘銆喈娒瓐帚權纨葓摟熆蕢螰禶諨蠆鲼魣幬础撪劭鶪夊鍛柖磀豼涯萱鋅鷎皔檧麿孆柋侾錕慅澕儝夭縸食匔虨晾馅闤鱝粧塀疅跲犬蜉湗滶貪猉扯觚櫧怉肂铓畠瘤啗鎭糼朸织蝨嬃潐齱菪单羙靄衲阠犰觠
