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聚乙烯丙綸高分子

防水膠復合防水卷材

人類正進入合成材料時代新時代，新生活新工藝，新產品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、有機玻璃等都是經過聚合反應得到的高分子化合物。456ETFE7阿斯匹林(Aspirin)是一個“古老”的解熱鎮痛藥物，而緩釋長效阿斯匹林又使阿斯匹林煥發了青春。近年，科學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，用于關節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。腸胃中水解變為阿斯匹林。【高分子藥物】現代醫藥發展方向之一：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構簡式如下：8緩釋長效阿斯匹林在體內的分解過程人造器官組織

人造器官組織

人造器官組織

9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結構，生物相容性較好，較少受到排斥，安全無毒，可用于制作醫用組織和人造器官的高分子材料。從皮膚到內臟，從血液到五官都有用醫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，最早應用的醫用高分子材料是代替手術縫合線的聚乳酸。使聚乳酸作為外科手術的縫合線，因聚乳酸極易水解、縫合傷口愈合后，不需拆線，縫合線經體液水解為乳酸，由代謝循環排出體外水解.10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。變色反應式如下：共軛鏈變化引起顏色變化通過上述反應實現了人們的服裝可以隨光線強弱變化而變化。11Chapter1

緒論本章內容1.1

高分子科學發展和研究對象1.2

高分子的基本概念1.6聚合物物理狀態及轉變1.5聚合物平均分子量及其分布1.4

聚合反應分類1.3

高分子化合物的命名和分類（*）（△）（*）12天然高分子的直接利用天然高分子的化學改性天然橡膠的硫化,硝化纖維的合成等淀粉、蛋白質、棉麻絲、竹、木等縮聚反應，自由基、配位、離子聚合等高分子合成高分子時代高分子科學的發展13高分子科學的發展高分子的概念始于20世紀20年代，但應用更早。1839年，美國人Goodyear發明硫化橡膠。141868年，英國科學家Parks用硝化纖維素與樟腦混合制得賽璐珞。1893年，法國人DeChardonnet發明粘膠纖維。1906年，第一個合成高分子—酚醛樹脂誕生。1920年，德國人Staudinger發表了“論聚合”的論文，提出了高分子的概念，并預測了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的結構。1953年獲諾貝爾化學獎。15對高分子學科作出卓越貢獻的斯陶丁格161935年，Carothes發明尼龍66，1938年工業化。30年代，許多烯烴類加聚物被開發出來，PVC（1927～1937）,PMMA（1927～1931）,PS（1934～1937）,PVAc（1936）,LDPE（1939）。自由基聚合發展。高分子溶液理論在30年代建立，并成功測定了聚合物的分子量。Flory為此于1974年獲得諾貝爾獎。40年代，二次大戰促進了高分子材料的發展，一大批重要的橡膠和塑料被合成出來。丁苯橡膠（1937）,丁腈橡膠（1937）,丁基橡膠（1940）,有機氟材料（1943）,滌綸樹脂（1940～1950）,ABS（1947）。高分子科學的發展171850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。1963年，Ziegler和Natta分享諾貝爾化學獎。1956年，美國人Szwarc發明活性陰離子聚合，開創了高分子結構設計的先河。50年后期至60年代，大量高分子工程材料問世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亞胺（1962）。高分子科學的發展1920高分子科學的發展60年代以后，特種高分子和功能高分子得到發展。特種高分子：高模量高強度、耐高低溫、耐輻射、高頻絕緣、半導體等。功能高分子：分離材料（離子交換樹脂、分離膜等）、導電高分子、感光高分子、高分子催化劑、高吸水性樹脂、醫用高分子、藥用高分子、高分子液晶等。為表彰在導電高分子的發展方面所作的貢獻，2000年，日本科學家白川英樹（H.Shirakawa）、美國科學家黑格（A.J.Heeger）和麥克迪爾米德（A.G.MacDiarmid）分享諾貝爾化學獎。2122

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構，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，可以作為結構材料使用的根本原因。另一方面，還可以通過各種手段，用物理的或化學的方法，或者使高分子與其他物質相互作用后產生物理或化學變化，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23高分子具有許多優良性能，高分子材料是當今世界發展最迅速的產業之一，目前世界上合成高分子材料的年產量已經超過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用到電子信息、生物醫藥、航天航空、汽車工業、包裝、建筑等各個領域。功能高分子材料：導電高分子、高分子半導體、光導電高分子、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展迅速，具有特殊功能。

高分子材料

De應用24高分子科學是當代發展最迅速的學科之一；它既是一門應用科學，又是一門基礎科學.它是建立在有機化學、物理化學、生物化學、物理學和力學等學科的基礎上逐漸發展而成的一門新興學科。目前，已經發展成四個主要分支.高分子化學繼“四大化學”之后被稱為“第五大化學”。1.1

高分子科學研究對象高分子科學高分子化學高分子物理高分子材料高分子工藝25①提高產量、增加品種、改進性能、處理三廢、拓寬應用領域；②研制新型引發劑，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開發功能高分子材料和生物工程高分子材料。1.1

高分子科學研究對象發展方向261.2

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：這些術語一般可以通用）

Macromolecules,HighPolymer,Polymer什么是高分子?高分子是指由若干個低分子量的單元通過共價鍵連接起來的、通常是相對分子量為104～106的化合物。271.2高分子的基本概念

聚合物分子結構必須是由多個重復單元所組成，并且這些重復單元是由相應的小分子衍生而來。聚氯乙烯結構單元單體281.2高分子的基本概念高分子小分子聚合反應Polymerization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。即合成聚合物的起始原料。單體（Monomer）在大分子鏈中出現的以單體結構為基礎的原子團。即構成大分子鏈的基本結構單元。結構單元（Structureunit）291.2高分子的基本概念重復單元（Repeatingunit）聚合物中化學組成相同的最小單位。鏈節(Chainelement）即一個重復結構單元。單體單元（Monomerunit

）聚合物中具有與單體相同化學組成而不同電子結構的單元。和結構單元重復單元單體單元鏈節單體301.2高分子的基本概念

高分子的三種組成情況比較n311.由一種結構單元組成的高分子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構可以縮寫成單體結構單元＝單體單元＝重復單元＝鏈節此時說明：n

表示重復單元數，也稱為鏈節數,在此等于聚合度。321.2高分子的基本概念

聚合度是衡量高分子大小的一個指標。聚合度有兩種表示法：以大分子鏈中的結構單元數目表示，記作以大分子鏈中的重復單元數目表示，記作此時聚合度（Degreeofpolymerization，縮寫為DP，）說明：由于絕大多數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構形態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。一種結構單元組成的高分子331.2高分子的基本概念另一種情況：結構單元＝重復單元＝鏈節

單體單元結構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，所以此時的結構單元不等于單體單元。式中:M是高分子的分子量

M0是結構單元的分子量

由聚合度可計算出高分子的分子量：

341.2高分子的基本概念結構單元結構單元重復結構單元2.由兩種結構單元組成的高分子合成尼龍-66的特征：

其重復單元由兩種結構單元組成，且結構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35單個聚合物分子所含單體單元的數目。

聚合物單體結構單元聚合度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構單元重復單元單體單元；但,重復單元＝鏈節

注意：Mo為兩種結構單元的平均分子量361.2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，根據其用途不同可在5萬至15萬之間，其結構單元的分子量為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在800-2400聚氯乙烯分子約由800-2400個氯乙烯單元組成。371.2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-結構單元分子量為60，-OC-C6H5-CO-

結構單元分子量為132。由=·（M+M

）/2得：

2000=·（60+132）/2

則=208

=/2=10438CH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：滌綸：

高分子鏈的末端結構單元。末端基團EndGroups1.2高分子的基本概念39主鏈元素（鏈原子）組成碳鏈高分子：主鏈（鏈原子）完全由C原子組成。雜鏈高分子：鏈原子除C外，還含O,N,S等雜原子。元素有機高分子：鏈原子均為雜原子，側鏈為有機基團。來源天然高分子：自然界天然存在的高分子。半天然高分子：經化學改性后的天然高分子。合成高分子：由單體聚合人工合成的高分子。1.分類1.3

高分子化合物的分類和命名40雜鏈高分子聚乙二醇尼龍—6元素有機高分子聚二甲基硅氧烷碳鏈高分子聚乙烯聚丙烯例：1.3

高分子化合物的分類和命名411.3

高分子化合物的分類和命名性質和用途塑料纖維橡膠涂料膠粘劑功能高分子以聚合物為基體材料，添加其它助劑（增塑劑、潤滑劑、填料、抗氧劑等），經加工形成的可進行塑性加工的高分子材料。“四烯”以聚合物為基體材料加入適當種類和適當數量的助劑（如硫化劑、硫化促進劑、防老劑、填料等），經過塑練，使其具有可塑性，加熱加壓交聯后成為具有高彈性的材料。如：“四膠”以聚合物為基體材料加入適當助劑（溶劑、防靜電劑、柔順劑和燃料等）配制成的可以進行抽絲加工的高分子材料。如：“四綸”涂于物體表面能成堅韌的薄膜、起裝飾和保護作用的聚合物材料。指具有良好的粘合性能，可將兩種相同或不相同的物體粘接在一起的連接聚合物材料指高分子主鏈和側鏈上帶有反應性功能基團，并具有可逆或不可逆的物理功能或化學活性的一類高分子。具有特殊功能與用途但用量不大的精細高分子材料。三大合成材料42上節課內容回顧1、基本概念高分子、單體、重復單元、結構單元、聚合度2、聚合物的分類按主鏈分、按用途分43比較n441.3

高分子化合物的分類和命名聚合物的結構形態線型聚合物非線型型聚合物指具有線型結構的聚合物。加熱可熔融，加溶劑時可溶解。為熱塑性聚合物。如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、尼龍、聚對苯二甲酸甲酯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物無規線團折疊鏈螺旋鏈星型鏈梳型鏈交聯鏈指具有體型交聯結構的聚合物。加熱不能熔融，加溶劑時不能溶解。為熱固性聚合物。如酚醛樹脂、脲醛樹脂、環氧樹脂和聚氨酯等等。452.命名I.普通命名法天然高分子一般有與其來源、化學性能、作用、主要用途相關的專用名稱。如纖維素（來源）、核酸（來源與性能）、酶（化學作用）。合成高分子

遵循的兩個原則：既要表明其結構特征，也要反映其與原單體的聯系。聚合物的命名方法有多種，故同一種聚合物往往有幾個名稱。1.3

高分子化合物的分類和命名46(1)根據單體來命名：“聚”+單體名稱

如聚氯乙烯、聚乙烯等如果單體有取代基，單體的名稱較長，要在“聚”和單體名稱之間加括號。以單體名稱來命名時，單體可能是假想的。1.3高分子化合物的分類和命名47聚酰胺：聚酯：另外，還有聚氨酯-HN-CO-O-和聚醚-O-等。1.3

高分子化合物的分類和命名（2）根據聚合物的結構來命名“聚”+高分子主鏈結構中的特征功能團：指的是一類高分子，而非單種高分子，如：481.3

高分子化合物的分類和命名（3）由兩種單體通過鏈式聚合反應合成的共聚物：

兩單體名稱或簡稱之間+“-”+“共聚物”：如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚產物叫“乙烯-乙酸乙烯酯共聚物”（4）非正式命名（俗名）天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠苯酚和甲醛的縮聚產物叫“酚醛樹脂”

尿素和甲醛的縮聚產物叫“脲醛樹脂”甘油（丙三醇）和鄰苯二甲酸酐產物叫“醇酸樹脂”

491.3

高分子化合物的分類和命名

合成纖維最普遍，我國以“綸”作為合成纖維的后綴

滌綸聚對苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）

丙綸聚丙烯

錦綸聚酰胺（尼龍），后面加數字區別。如尼龍-66，尼龍-6。

腈綸

聚丙烯腈

有機玻璃

聚甲基丙烯酸甲酯

電木

酚醛樹脂

第一個數字表示二元胺的碳原子數第二個數字表示二元酸的碳原子數只附一個數字表示內酰胺或氨基酸的碳原子數尼龍數字的含義II.商品名“綸”來自英文后綴的音譯字“lon”50PE(polyethylene)聚乙烯PAM(Polyacrylamide)聚丙烯酰胺PP(Polypropylene)

聚丙烯PMA(Polymethacrylate)聚丙烯酸甲酯PTFE(Polytetrafluoroethylene)聚四氟乙烯PMMA(Polymethylmethacrylate)聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)PS(polystyrene)聚苯乙烯PVA(Polyvinylalcohol)聚乙烯醇PVC(polyvinylchloride)聚氯乙烯PVAc（Polyvinylacetate）聚醋酸乙烯酯PAA(Polyacrylicacid)聚丙烯酸PA（Polyamides)尼龍（聚酰胺）III.英文縮寫名部分常見高分子化合物的英文縮寫名稱1.3

高分子化合物的分類和命名51IV.IUPAC系統命名法(1)確定重復結構單元；(2)按規定排出重復結構單元中的次級單元（subunit，即取代基）順序：對乙烯基聚合物，先寫有取代基的部分；連接原子最少的次級單元寫在前面；(3)給重復結構單元命名：按小分子有機化合物的IUPAC命名規則給重復結構單元命名；(4)給重復結構單元的命名加括弧，并冠以前綴“聚”。括弧必不可少！1.3

高分子化合物的分類和命名52重復結構單元為：1聚（1-氯代撐乙基）Poly(1-chloroethylene)

注意:(1)CH2=CH2,乙烯；（2）-CH2-CH2-,1,2-亞乙基，撐乙基例11.3

高分子化合物的分類和命名53例2聚乙烯聚亞甲基Poly(ethylene)聚丙烯聚亞丙基Poly(propylene)例3聚丙烯酸甲酯聚[1-(甲氧基羰基)亞乙基]Poly[1-(methoxycarbonyl)ethylene]例41.3

高分子化合物的分類和命名54

聚甲基丙烯酸甲酯

聚[1-(甲氧基羰基)-1-甲基乙烯]

Poly[1-(methoxycarbonyl)-1-methylethylene]例7聚苯乙烯聚(1－苯基乙烯)Poly(1-phenylethylene)例6~OCH2CH2~

聚氧化乙烯聚（氧化撐乙基）

Poly(oxyethylene)例51.3

高分子化合物的分類和命名55例8例9例10聚苯醚聚(氧化-1,4-亞苯基)聚己內酰胺聚[亞氨基（1-氧代亞乙基)]聚對-苯二甲酸乙二醇酯聚（氧亞乙基氧對-苯二甲酰)IUPAC尚未普及，常用于國際交往1.3

高分子化合物的分類和命名56例11聚碳酸酯聚(氧羰基氧-1,4-苯撐－異丙叉-1,4-苯撐)Poly(oxycarbonyloxy-1,4-phenylene-isopropylidene-1,4-phenylene)例12尼龍-66聚己二酰己二胺聚(亞氨基六次甲基亞氨基己二酰）

Poly(iminohexamethyleneimino

adipoyl)1.3

高分子化合物的分類和命名571.4

聚合物平均分子量及其分布聚合物的多分散性聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子組成，這些同系物高分子之間的分子量差為重復結構單元分子量的倍數，這種同種聚合物分子長短不一的特征稱為聚合物的多分散性。平均分子量聚合物的分子量或聚合度是統計的，是一個平均值，叫平均分子量或平均聚合度。平均分子量的統計可有多種標準，其中最常見的是重均分子量和數均分子量。581.4

聚合物平均分子量及其分布數均分子量（Number-averagemolecularweight）平均分子量的表示方法按聚合物中含有的分子數目統計平均的分子量.高分子樣品的總質量被聚合物分子總數所平均。i-聚體:某一分子量的高分子Wi，Ni，Mi分別為i-聚體的質量、分子數、相對分子質量。通過依數性方法(冰點降低法、沸點升高法、滲透壓法、蒸汽壓法)和端基滴定法測定的聚合物的相對分子質量稱為數均分子量.591.4

聚合物平均分子量及其分布質均分子量（Weight-averagemolecularweight）

是按照聚合物的質量進行統計平均的分子量.

i-聚體的相對分子質量乘以其質量分數的加和.

注意：1.式中符號意義同前；

2.測定方法：光散射法601.4

聚合物平均分子量及其分布粘均分子量（Viscosity-averagemolecularweight）

對于一定的聚合物-溶劑體系，其特性粘數[η]和分子量的關系如下：

一般，α值在0.5～0.9之間，故Mark-Houwink方程其中，[η]為聚合