潘祖仁第三版第1章緒論-1

macromoleclechemistry

高分子化學(xué)教材：《高分子化學(xué)》潘祖仁主編

2005.10-2006.1主講教師：李敬芬40h第1講1

聚乙烯丙綸高分子

防水膠復(fù)合防水卷材

人類正進入合成材料時代新時代，新生活新工藝，新產(chǎn)品高分子化學(xué)2我被高分子包圍了呀！酚醛塑料滌綸聚氯乙烯有機玻璃聚苯乙烯聚四氟乙烯塑料聚丙烯3高分子化學(xué)四大塑料“四烯”聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯合成纖維“六綸”滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸合成橡膠“四膠”順丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠以及聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有機玻璃等都是經(jīng)過聚合反應(yīng)得到的高分子化合物。4高分子化學(xué)阿斯匹林(Aspirin)是一個“古老”的解熱鎮(zhèn)痛藥物，而緩釋長效阿斯匹林又使阿斯匹林煥發(fā)了青春。近年，科學(xué)家通過乙二醇的橋梁作用把阿斯匹林連接在高聚物上，制成緩釋長效阿斯匹林，用于關(guān)節(jié)炎和冠心病的輔助治療，緩釋長效阿斯匹林可分為三部分：①高分子載體（聚甲基丙烯酸）；②低分子藥物（阿斯匹林）；③作為橋梁作用的乙二醇。腸胃中水解變?yōu)榘⑺蛊チ帧！靖叻肿铀幬铩楷F(xiàn)代醫(yī)藥發(fā)展方向之一：合成藥物長效化和低毒化，其有效途徑是低分子藥物高分子化。例如可將藥物分子連在安全無毒的高分子鏈上。緩釋長效阿斯匹林的結(jié)構(gòu)簡式如下：5高分子化學(xué)人造器官組織

人造器官組織

人造器官組織

人造器官組織

【人造器官組織

】由于某些合成高分子材料（如：有機硅聚合物、有機氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、醋酸纖維素等）與生物體中的天然高分子有極其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，生物相容性較好，較少受到排斥，安全無毒，可用于制作醫(yī)用組織和人造器官的高分子材料。從皮膚到內(nèi)臟，從血液到五官都有用醫(yī)用高分子材料制成的人造器官組織，如人造血管、人造心臟、人造腎臟、人造皮膚、人造骨髓等，最早應(yīng)用的醫(yī)用高分子材料是代替手術(shù)縫合線的聚乳酸。使聚乳酸作為外科手術(shù)的縫合線，因聚乳酸極易水解、縫合傷口愈合后，不需拆線，縫合線經(jīng)體液水解為乳酸，由代謝循環(huán)排出體外水解反應(yīng)式如下：7高分子化學(xué)人造器官組織

人造器官組織

人造器官組織

【光致變色高分子

】螺苯并吡喃類衍生物是一類典型的光致變色化合物，將其引入纖維素類聚合物分子鏈上，用這種聚合物仿制的纖維就具有光致變色功能。變色反應(yīng)式如下：共軛鏈變化引起顏色變化通過上述反應(yīng)實現(xiàn)了人們的服裝可以隨光線強弱變化而變化。8《高分子化學(xué)》

講授內(nèi)容及課時分配

第一章緒論……..（6h）第二章逐步聚合……………....（6h）第三章自由基聚合…………..….(8h)第四章聚合方法……………….（6h）第五章離子聚合…（6h）第六章配位聚合………………..（2h）第七章聚合物的化學(xué)反應(yīng)……..（4h）高分子化學(xué)9Chapter1

緒論本章內(nèi)容1.1

高分子化學(xué)研究對象1.2

高分子的基本概念1.6聚合物物理狀態(tài)及轉(zhuǎn)變1.5聚合物平均分子量及其分布1.4

聚合反應(yīng)分類1.3

高分子化合物的命名和分類（*）（△）（*）高分子化學(xué)10高分子是由碳、氫、氧、氮、硅、硫等元素組成的分子量足夠高的有機物。常用高分子材料分子量在一萬到幾百萬之間，高分子量對化合物性質(zhì)的影響就是使它具有一定強度，從而可作材料使用。這也是高分子不同于一般化合物之處。又因高分子一般具有長鏈結(jié)構(gòu)，每個分子好像一條長長的線，許多分子糾集在一起，就成了一個扯不開的線團，這就是高分子化合物具有較高強度，可以作為結(jié)構(gòu)材料使用的根本原因。另一方面，還可以通過各種手段，用物理的或化學(xué)的方法，或者使高分子與其他物質(zhì)相互作用后產(chǎn)生物理或化學(xué)變化，從而使高分子成為能完成特殊功能的功能高分子材料。

高分子化合物簡介高分子化學(xué)11高分子具有許多優(yōu)良性能，高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，目前世界上合成高分子材料的年產(chǎn)量已經(jīng)超過1.4億噸。塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑…幾大類高分子材料己廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑等各個領(lǐng)域。功能高分子材料：導(dǎo)電高分子、高分子半導(dǎo)體、光導(dǎo)電高分子、壓電及熱電高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等近年發(fā)展迅速，具有特殊功能。

高分子材料

De應(yīng)用高分子化學(xué)12高分子科學(xué)是當(dāng)代發(fā)展最迅速的學(xué)科之一；它既是一門應(yīng)用科學(xué)，又是一門基礎(chǔ)科學(xué).它是建立在有機化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而成的一門新興學(xué)科。目前，已經(jīng)發(fā)展成四個主要分支.高分子化學(xué)繼“四大化學(xué)”之后被稱為“第五大化學(xué)”。1.1

高分子化學(xué)研究對象高分子化學(xué)高分子科學(xué)高分子化學(xué)高分子物理高分子材料高分子工藝131.1

高分子化學(xué)研究對象高分子化學(xué)高分子科學(xué)是研究高分子化合物的合成、改性、結(jié)構(gòu)、性能、成型加工等內(nèi)容的一門綜合性科學(xué)。高分子化學(xué)是高分子科學(xué)的基礎(chǔ)，高分子化學(xué)主要研究聚合反應(yīng)機理和聚合方法。學(xué)習(xí)高分子化學(xué)的目的是了解聚合反應(yīng)的機理和聚合方法，以便合成出具有指定相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布、指定性能、能滿足實際需要的高分子化合物。研究目的14高分子化學(xué)①提高產(chǎn)量、增加品種、改進性能、處理三廢、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域；②研制新型引發(fā)劑，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；③采用新的聚合方法獲得新性能、新品種、新用途的高聚物；④開發(fā)功能高分子材料和生物工程高分子材料。1.1

高分子化學(xué)研究對象發(fā)展方向151.2

高分子的基本概念（*）又稱高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。

（注：這些術(shù)語一般可以通用）

Macromolecules,HighPolymer,Polymer什么是高分子?高分子是指由多種原子以相同的、多次重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元并主要由共價鍵連接起來的、通常是相對分子量為104～106的化合物。161.2高分子的基本概念

聚合物分子結(jié)構(gòu)必須是由多個重復(fù)單元所組成，并且這些重復(fù)單元是由相應(yīng)的小分子衍生而來。聚氯乙烯結(jié)構(gòu)單元單體高分子化學(xué)聚乙烯醇乙烯醇又如：171.2高分子的基本概念高分子小分子聚合反應(yīng)Polymerization單體能夠進行聚合反應(yīng)，并構(gòu)成高分子基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子。即合成聚合物的起始原料。單體（Monomer）在大分子鏈中出現(xiàn)的以單體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的原子團。即構(gòu)成大分子鏈的基本結(jié)構(gòu)單元。結(jié)構(gòu)單元（Structureunit）181.2高分子的基本概念重復(fù)單元（Repeatingunit）聚合物中化學(xué)組成相同的最小單位。鏈節(jié)(Chainelement）即一個重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。單體單元（Monomerunit）聚合物中具有與單體相同化學(xué)組成而不同電子結(jié)構(gòu)的單元。和結(jié)構(gòu)單元重復(fù)單元單體單元鏈節(jié)單體高分子化學(xué)191.2高分子的基本概念

高分子的三種組成情況高分子化學(xué)比較n201.由一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子1.2高分子的基本概念

高分子的三種組成情況例如：聚苯乙烯聚合高分子結(jié)構(gòu)可以縮寫成單體結(jié)構(gòu)單元＝單體單元＝重復(fù)單元＝鏈節(jié)此時說明：n表示重復(fù)單元數(shù)，也稱為鏈節(jié)數(shù),在此等于聚合度。高分子化學(xué)211.2高分子的基本概念

聚合度是衡量高分子大小的一個指標(biāo)。聚合度有兩種表示法：以大分子鏈中的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目表示，記作以大分子鏈中的重復(fù)單元數(shù)目表示，記作此時聚合度（Degreeofpolymerization，縮寫為DP，）說明：由于絕大多數(shù)高聚物都是由不同鏈長的大分子組成，即同一種聚合物是由一組不同聚合度和不同結(jié)構(gòu)形態(tài)的同系物的混合物所組成，因此，聚合物的分子量或聚合度只是這種大小不一的大分子的統(tǒng)計平均值，或者說分子量或聚合度具有一定的分布范圍。一種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子221.2高分子的基本概念另一種情況：結(jié)構(gòu)單元＝重復(fù)單元＝鏈節(jié)單體單元結(jié)構(gòu)單元比其單體少了些原子（氫原子和氧原子），因為聚合時有小分子生成，所以此時的結(jié)構(gòu)單元不等于單體單元。式中:M是高分子的分子量M0是結(jié)構(gòu)單元的分子量

由聚合度可計算出高分子的分子量：

231.2高分子的基本概念結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元2.由兩種結(jié)構(gòu)單元組成的高分子合成尼龍-66的特征：

其重復(fù)單元由兩種結(jié)構(gòu)單元組成，且結(jié)構(gòu)單元與單體的組成不盡相同，所以，不能稱為單體單元。但單體在形成高分子的過程中要失掉一些原子高分子化學(xué)24單個聚合物分子所含單體單元的數(shù)目。

聚合物單體單體單元聚合度2n聚對苯二甲酸乙二酯，滌綸，PETn例：1.2高分子的基本概念結(jié)構(gòu)單元重復(fù)單元單體單元；但,重復(fù)單元＝鏈節(jié)

注意：Mo為兩種結(jié)構(gòu)單元的平均分子量高分子化學(xué)251.2高分子的基本概念例1：以氯乙烯單體為原料，聚合得到的聚氯乙烯的分子量，根據(jù)其用途不同可在5萬至15萬之間，其結(jié)構(gòu)單元的分子量為62.5，計算其聚合度。解：

====50000-150000/62.5=800-2400

通過計算可知，聚氯乙烯的平均聚合度應(yīng)在800-2400聚氯乙烯分子約由800-2400個氯乙烯單元組成。261.2高分子的基本概念例2：以對苯二甲酸與乙二醇為原料，經(jīng)縮聚制得聚對苯二甲酸乙二醇酯，其分子量一般在2萬左右，計算及。

解：已知-O(CH2)2O-結(jié)構(gòu)單元分子量為60，-OC-C6H5-CO-結(jié)構(gòu)單元分子量為132。由=·（M+M

）/2得：2000=·（60+132）/2則=208

=/2=104高分子化學(xué)271.2高分子的基本概念3.由無規(guī)排列的結(jié)構(gòu)單元組成的高分子

均聚物Homopolymer由一種（真實的、隱含的或假設(shè)的）單體聚合而成的聚合物。聚合物分子有且只有一種重復(fù)結(jié)構(gòu)單元，并且該重復(fù)結(jié)構(gòu)單元可以只由一種（真實的、隱含的或假設(shè)的）單體衍生而來。判別均聚物齊聚物(oligomer)：由幾個或十幾個單元相互鍵連而成；不能稱為聚合物。均聚物：由一種單體聚合而成的聚合物。共聚物：由兩種或兩種以上單體共聚而成的聚合物。

28生成均聚物的聚合反應(yīng)稱均聚反應(yīng)（Homopolymerization)。氯乙烯單體由對苯二甲酸和乙二醇反應(yīng)生成的“隱含單體”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假設(shè)單體”：乙烯醇例：1.2高分子的基本概念29說明：

x,y為任意值，故在分子鏈上結(jié)構(gòu)單元的排列是任意的：

M1M2M1M1M2M1M2M2M2

在這種情況下，無法確定它的重復(fù)單元，僅

例如：丁苯橡膠（由單體1,3-丁二烯和苯