高分子化學教案

第一章緒論【掌握內容】高分子基本概念：單體、高分子、聚合物、低聚物、結構單元、重復單元、單體單元、鏈節(jié)、主鏈、側鏈、端基、側基、聚合度、相對分子質量等。聚合反應；加成聚合與縮合聚合；連鎖聚合與逐步聚合。從不同角度對聚合物進行分類。常用聚合物的命名、來源、結構特征。聚合物相對分子質量及其分布?！臼煜热荨肯到y(tǒng)命名法。典型聚合物的名稱、符號及重復單元?！玖私鈨热荨扛叻肿踊瘜W發(fā)展歷史。聚合物相對分子質量及其分布對聚合物性能的影響。【教學難點】結構單元、重復單元、單體單元、鏈節(jié)的辨析。加成聚合與縮合聚合的區(qū)別與聯(lián)系；連鎖聚合與逐步聚合的區(qū)別與聯(lián)系?！窘虒W目標】掌握高分子化學相關基本概念。能對幾對重要概念進行辨析。能按規(guī)范寫出正確的聚合物名稱、分子式、聚合反應式。樹立對高分子化學學科正確的認識觀。、八.、■前言【教學內容】一、高分子化學課程簡介二、高分子發(fā)展與應用三、我國高分子科學發(fā)展現(xiàn)狀【授課時間】1學時【教學目標】了解高分子科學體系范疇及分子化學發(fā)展簡史，了解高分子化學課程【教學手段】課堂講授，輔以多媒體幻燈圖片【教學過程】緒論1.1高分子基本概念【教學內容】高分子高分子化學單體有關組成結構的概念大分子結構式聚合反應方程式：【授課時間】2學時【教學重點】高分子、結構單元、重復單元、單體單元、鏈節(jié)等概念，聚合反應式的書寫【教學難點】結構單元、重復單元、單體單元的辨析【教學目標】掌握高分子、結構單元、重復單元、單體單元、鏈節(jié)、聚合度等概念的區(qū)別與聯(lián)系能正確寫出具體聚合物的結構式與反應式【教學手段】課堂講授，輔以多媒體幻燈圖片及實例【教學過程】高分子名稱：macromoleculecompound；macromolecule；polymer；highpolymer概念的形成定義(1)相對分子質量很大(2)共價鍵連接相同的化學結構重復多次而成基本特點(1)相對分子質量很大(2)化學組成比較簡單,分子結構有規(guī)律性分子形態(tài)多樣:長鏈線型，三維網(wǎng)狀，星型，梯形，環(huán)形….相對分子質量具有多分散性物理性質不同于低分子:高軟化點,高強度,高彈性,熔體高黏度高分子化學研究聚合反應和高分子化學反應原理，選擇原料、確定路線、尋找催化劑、制訂合成工藝等單體能夠進行聚合反應，并構成高分子基本結構組成單元的小分子。有關組成結構的概念1重復單元(repeatingunit):高分子鏈中可重復的最小單位(高物：鏈節(jié))2結構單元(structuralunit):由一種單體分子通過聚合進入重復單元的部分3單體單元(monomerunit):與單體組成相同，只是電子結構不同的重復單元4聚合度(degreeofpolymerization):重復單元n定義1：重復單元數(shù)定義2：結構單元數(shù)五大分子結構式：-［重復單元化學式］n六聚合反應方程式：n單體■條件［重復單元化學式］n+(X小分子)書寫規(guī)范：注意遵守有機化學反應規(guī)則、端基、側基1.2聚合反應及分類【教學內容】聚合反應按單體和聚合物反應前后組成與結構的變化分類按聚合機理與動力學分類其它類型聚合反應【授課時間】1學時【教學重點】加成聚合與縮合聚合的區(qū)別與聯(lián)系；連鎖聚合與逐步聚合的區(qū)別與聯(lián)系【教學難點】對加成聚合與縮合聚合、連鎖聚合與逐步聚合的辨析

【教學目標】1掌握加成聚合與縮合聚合、連鎖聚合與逐步聚合的區(qū)別與聯(lián)系2能從不同分類角度對一具體反應進行分類【教學手段】課堂講授，輔以具體例【教學過程】一聚合反應1按單體和聚合物反應前后組成與結構的變化分類（列表對比）加聚反應縮聚反應additionpolymerizationcondensationpolymerization定義單體通過相互加成形成聚合物（加聚物）的反應由多官能團單體通過縮合而消去小分子形成聚合物的反應2按聚合機理與動力學分類（列表對比）連鎖聚合（鏈式聚合）逐步聚合英文chainpolymerizationsteppolymerization機理活性中心多種（R.,R+,R-）與單體作用（單體之間不反應）無通過單體官能團間反應基元反應引發(fā)，增長，終止，轉移無動力學單體轉化率-時間C%n相對分子質量-時間utMr.□t任一瞬間組成單體,高分子,微量引發(fā)劑（中間產物不穩(wěn)定）相對分子質量遞增的一系列中間產物）3其它類型聚合反應1.3高分子化合物的分類及命名【教學內容】一、聚合物的分類二、聚合物的命名【授課時間】2學時【教學重點】聚合物的命名【教學難點】【教學目標】1掌握聚合物的命名規(guī)則；2能正確對具體大分子進行正確分類、命名?！窘虒W手段】課堂講授，輔以具體例【教學過程】聚合物的分類按來源：天然高分子、合成高分子按用途：塑料、橡膠、化纖、涂料、粘合劑、功能高分子按主鏈結構：碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機高分子、無機高分子按反應：加聚物與縮聚物；均聚物與共聚物按分子鏈形狀：線型、支化型、星型、梳型、梯型、交聯(lián)型聚合物的命名按來源或結構命名均聚物：“聚”+單體名稱(加聚)共聚物：“聚”+單體1名稱+單體2名稱。。。縮聚物：“聚”+重復單元名稱按結構特征：聚醚、聚酯、聚酰胺。。。商品名稱：1合稱纖維：“。。。+綸”晴綸、維尼綸、滌綸、丙綸、錦綸、氯綸2合成橡膠：“。。。+橡膠”丁苯橡膠、乙丙橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠合成樹脂：“。。。+樹脂”酚醛樹脂、醇酸樹脂英文縮寫名系統(tǒng)命名法1.4高分子化合物的分子量及其多分散性【教學內容】高分子化合物的分子量及其分布【授課時間】1學時【教學重點】相對分子質量及其分布【教學難點】【教學目標】掌握相對分子質量及其分布的定義【教學手段】課堂講授，輔以具體例【教學過程】聚合物的多分散性數(shù)均分子量Mn定義為聚合物中分子量為Mi的分子的數(shù)量分數(shù)Ni與其分子量Mi乘積的總和重均分子量Mw定義為聚合物中分子量為Mi的分子所占的重量分數(shù)Wi與其分子量Mi的乘積的總和。分子量分布(molecularweightdistribution,MWD)d=Mw/Mn1.5高分子化合物結構及性能【教學內容】高分子構型與構象的概念；高分子的結構特點；高分子的四個結構層次；高分子性能的一般特點；【授課時間】0.5學時【教學重點】相對分子質量及其分布【教學難點】【教學目標】1了解高分子構型與構象的概念；掌握高分子的結構特點；了解高分子的四個結構層次；了解高分子性能的一般特點；【教學手段】課堂講授，輔以具體例【教學過程】一．高分子構型與構象的概念高分子鏈的構型(configuration立體異構(stereoisomerism)原子或取代基在空間排列方式不同引起，可分為：對映體異構(antimerisomerism)幾何異構(rotamerism)(1)對映體異構不對稱(asymmetric)碳原子上的基團空間排列引起全同結構(isotacticstructure)間同結構(syndiotacticsturcture)無規(guī)結構(randomstructure)(2)幾何異構(Stereoisomerism)——主鏈上有不飽和鍵所引起的異構現(xiàn)象構象(conformation)(二次結構)——高分子鏈在空間存在的各種形狀產生原因：C-C單鍵的內旋轉(internalrotation)引起碳原子在空間位置上的變化。二．.高分子的結構特點：相對分子量大并存在多分散性分子間作用力大，分子鏈具有柔順性晶態(tài)有序性差，但非晶態(tài)卻具有一定的有序性三．.高分子的四個結構層次：近程結構遠程結構聚集態(tài)結構織態(tài)結構四．高分子性能的一般特點：相對密度小0.9—2,3(與金屬材料相比較)力學性能好易于成型加工溶解過程緩慢，交聯(lián)結構的高分子化合物只能溶脹不能溶解1.6.常見高分子材料簡介【教學內容】三大基本高分子材料及其他高分子材料【授課時間】0.5學時【教學重點】掌握三大基本高分子材料的種類及性能特點教學難點】【教學目標】1掌握掌握三大基本高分子材料的種類及性能特點2.了解其它高分子材料的性能特點；【教學手段】課堂講授，輔以具體例【教學過程】三大合成高分子材料：合成樹脂和塑料、合成纖維、合成橡膠一、橡膠(rubber)：定義：具有可逆形變的高彈性聚合物材料2．特點：高彈性；易形變且可逆；分子量大(幾十萬)。3.分類：通用型橡膠：丁苯(butadienestyrene)橡膠、順丁(cis1.4polybutadiene)橡膠、天然橡膠。特種型橡膠：丁腈(butyronitrile)橡膠、硅(silicone)橡膠、氯丁(chlorobutadine)橡膠。二、纖維(fiber)特點：彈性模量大；形變?。粡姸雀?；分子量小(一般為幾萬)。分類：(1)天然纖維(棉、毛、絲、麻等)(2)化學纖維人造纖維(rayon)：將天然高分子經(jīng)化學處理再加工紡制而成的纖維。如粘膠纖維(viscosefiber)、醋酸纖維(celluloseacetate)。合成纖維(syntheticfiber)：聚合物經(jīng)加工紡制而成的纖維。如滌綸(terylene)、錦綸(nylon)、腈綸(acrylon)、維尼綸(vinyIon)等。三、塑料(plastics)：定義：具有塑性行為的材料特點：彈性模量介于橡膠和纖維之間；形變量中等。分類：(1)根據(jù)受熱行為分熱塑性塑料線形(linear)或支鏈形(branched)，可熔可溶。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯(polypropylene)等，熱固性塑料交聯(lián)結構，不溶不熔。如酚醛樹脂(bakelite)、環(huán)氧樹脂(epoxideresin)