1、教材：高分子概論 代麗君 張玉軍 姜華珺 主編 化學工業出版社 考試形式：1. 課堂小測驗：每次5分 三次累計15分2. 課后作業：論文 15分3. 筆試：70分第1頁/共28頁第1章 緒論1.1 高分子材料與高分子科學1.2 高分子基本概念1.3 高分子材料的分類1.4 高分子的命名 第2頁/共28頁第3頁/共28頁高分子材料的應用1) 高分子在工業、交通、建筑等方面的應用第4頁/共28頁2) 高分子在農業上的應用塑料薄膜育苗，塑料大棚種菜。 第5頁/共28頁3) 高分子在國防上的應用第6頁/共28頁4) 高分子在體育方面的應用第7頁/共28頁Celgard 公司鋰離子電池隔膜5) 高分子材

2、料在電化學中的應用太陽能電池導電高分子材料的應用可反復充電電池第8頁/共28頁Charles Goodyear（1800-1860）高分子科學發展歷史第9頁/共28頁1855年，英國人Parks用硝化纖維素與樟腦混合制得賽璐珞。第10頁/共28頁1907年，第一種合成高分子樹脂-酚醛樹脂誕生。Belgium, Leo Baekeland (18631944)第11頁/共28頁Hermann Staudinger(18811965)發表論聚合提出了鏈結構模型 1953年諾貝爾獎第12頁/共28頁n 50年代，Ziegler和Natta發明配位聚合催化劑，制得高密度PE和有規PP，低級烯烴得到利用

3、。K. Ziegler (18981973)G. Natta (19031979)1963 諾貝爾獎第13頁/共28頁弗洛里(Paul J. Flory， 19101985)美國高分子物理化學家。由于在高分子科學領域，尤其在高分子物理性質與結構的研究方面取得巨大成就，1974年榮獲瑞典皇家科學院授予的諾貝爾化學獎。1974諾貝爾化學獎第14頁/共28頁Carothers(18961937)卡羅瑟斯(Wallace H. Carothers, 18961937)美國著名化學家。他在縮合聚合領域做了大量開拓性的實踐和理論研究工作。 第15頁/共28頁麥克迪爾米德Alan G. MacDiarmid

4、(19292007)黑格Alan J. Heeger(1936)白川英樹Hideki Shirakawa( 1936)2000 諾貝爾獎導電高分子第16頁/共28頁結構單元 =重復單元=單體單元CH2CHClCH2CHClCH2CHClCH2CHCl聚氯乙烯 PVCCH2CHCH3CH2CHCH3CH2CHCH3CH2CHCH3聚丙烯 PPCl?CH2= CH聚氯乙烯的單體是氯乙烯聚氯乙烯分子的結構式可簡寫為:ClCH2CHn第17頁/共28頁NH2-(CH2)6-NH2HOOC-(CH2)4-COOH+結構單元結構單元重復單元NH-(CH2)6-NH-C-(CH2)4-C-NH-(CH2)6

5、-NH-C-(CH2)4-C=O=O=O=O第18頁/共28頁1.2 高分子基本概念高分子化合物(polymer; macromolecular compound) 又稱為聚合物或高聚物。 如： 聚氯乙烯 分子量 5 15萬 聚苯乙烯 1 30萬 纖維素 5 40萬 蛋白質 0.5 幾百萬重復單元單體單體單元結構單元聚合度第19頁/共28頁正確書寫大分子結構式的規范1. 重復單元寫在括號內，右下角n或m表示重復單元數； 端基用，或代替。2. 重復結構單元的分取必須遵守相應的有機化學反應規則。第20頁/共28頁1.3 高分子材料的分類1.天然高分子無機高分子有機高分子2.合成高分子(1) 按材料

6、性能分類橡膠：小應力，大應變(可逆)纖維：大應力，小應變，拉伸強度高塑料：介于橡膠與纖維之間，沒有具體界限其他：膠粘劑、油漆、功能高分子、無法通過應力、應變分類(2) 按主鏈側基結構分類碳鏈高分子 雜鏈高分子 元素有機高分子 無機高分子第21頁/共28頁3.根據結構特征命名：聚+新生成特征結構(以新生成的官能團為特征)聚烯烴(PE、PS， PP)聚酰胺： 尼龍-66、尼龍-610、-1212、1010、尼龍-6 錦綸聚酯：二元酸，二元醇縮合得到1. 4 高分子的命名*1.根據聚合物來源命名聚+單體名(或假想單體名)舉例：PE、PP、PVC、PMMA、PSPVA聚乙烯醇*2.根據重復單元的結構命

7、名舉例：尼龍-66 聚已二酰己二胺PET 聚對苯二甲酸乙二醇酯第22頁/共28頁4.根據商品名(1) 后綴：“綸”代表合成纖維：腈綸 聚丙烯腈 PAN； 滌綸：PET； 錦綸：尼龍6； 聚胺酯：胺綸(2) 后綴：“橡膠”合成橡膠 兩個單體名取一字+橡膠丁苯橡膠：丁(二烯) 苯(乙烯)橡膠丁腈橡膠：丁(二烯)(丙烯)腈橡膠乙丙橡膠：乙(烯)丙(烯) 橡膠(3) 后綴：“樹脂”代表塑料類 PS 環氧樹脂熱固性高分子或其原料 環氧樹脂 原料 (苯)酚(甲)醛樹脂 甘油+鄰苯二甲酸酐 醇酸樹脂PS、PE沒有添加劑的聚合物粉料或顆粒(4) 直接用商品譯名： 特氟隆 Teflon, 聚四氟乙烯 尼龍(典型

8、脂肪族的聚酰胺) nylon5.系統命名：克服以上的命名方法：不完善，混亂，例如：聚乙二醇 CH2CH2O-聚氧化乙烯。 第23頁/共28頁高分子的合成方法1. 聚合反應分類根據單體組成結構變化分類(1) 加(成)聚(合)反應：單體通過加成的方式得到的，與聚合物結構單元是一樣的。加成是由烯類單體得到的，大多為烯類單體。例如：氯乙烯加成聚合為聚氯乙烯(2) 縮(合)聚(合)反應：單體通過縮合反應得到。特點官能團之間反應，生長大分子，雜鏈(由于有小分子生成，結構單元不是單體單元)例如：己二胺與己二酸經縮聚生成尼龍-66的反應存在的問題：反應分類帶來困難。例如：尼龍6 己內酰胺環狀單體開環得到的從結

9、構上看單體單元無小分子脫去，加聚。NH2-(CH2)6-NH2+HOOC-(CH2)4-COOH -NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-COn-+(2n-1)H2O第24頁/共28頁2. 按反應機理和動力學分類：(1) 連鎖聚合：有活性中心，一旦生成，不斷反應，直至活性中心死掉。(2) 逐步聚合：不需要活性中心，兩個單體之間反應，分子量隨官能團之間反應而上升，在反應階段沒有單體。烯類單體的加聚反應大部分屬于連鎖聚合反應。連鎖聚合反應需要活性中心，活性中心可以是自由基、陽離子或陰離子， 因此可以根據活性中心的不同將連鎖聚合反應分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合。連鎖聚合的特征是整個

10、聚合過程由鏈引發、鏈增長、鏈終止等幾步基元反應組成。逐步聚合反應：早期聚合度變化很小，到后期分子量上升很快，在聚合中間無法分離出高聚物，只有到后期才能得到。第25頁/共28頁表1-1逐步聚合反應與連鎖聚合反應的比較特性特性連鎖聚合反應連鎖聚合反應逐步聚合反應逐步聚合反應單體轉化率與單體轉化率與反應時間的關反應時間的關系系 聚合物分子量聚合物分子量與反應時間的與反應時間的關系關系 第26頁/共28頁附：常見高分子縮寫PE: Polyethylene 聚乙烯PP: Polypropylene 聚丙烯PS: Polystyrene 聚苯乙烯PVC: Polyvinyl Chloride 聚氯乙烯PA

11、N: Polyacrylonitrile 聚丙烯腈PET: Polyethylene terephthlate 聚對苯二甲酸乙二酯PMMA: Polymethyl methacrylate 聚甲基丙烯酸甲酯PB: Polybutadiene 聚丁二烯 PTFE: Polytetrafluoroethylene 聚四氟乙烯 (Teflon）ABS：Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物PVDC: Polyvinylidene Chloride 聚偏二氯乙烯BR：Butadiene Rubber 順丁橡膠，丁二烯橡膠EPDR：Ethylene Propylene Diene Rubbers 三元乙丙橡膠 EVA(EVAc)：Ethylen