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1、高分子化学高分子化学任课教师：刘正英邮箱：任课教师：刘正英邮箱：四川大学高分子科学与工程学院四川大学高分子科学与工程学院成绩的评定标准 期末卷面成绩占总成绩的期末卷面成绩占总成绩的70% 平时成绩占总成绩的平时成绩占总成绩的30%，平时成绩包括考勤、期中考试、作业等。，平时成绩包括考勤、期中考试、作业等。 期中考试时间安排在自由基聚合结束以后（大概在四月底五月初）。期中考试时间安排在自由基聚合结束以后（大概在四月底五月初）。 重修的同学请三周以后网上确认。重修的同学请三周以后网上确认。 课堂秩序请同学认真对待。课堂秩序请同学认真对待。参考书目Principles of polymerizati
2、on，George Odian，John Wiley Sons，Inc.，2004高分子化学教程，高分子化学教程，王槐三王槐三、寇晓康编，科学出版社高分子化学习题集，何旭敏，董炎明，科学出版社高分子化学，、寇晓康编，科学出版社高分子化学习题集，何旭敏，董炎明，科学出版社高分子化学，潘才元潘才元主编，合肥：中国科学技术大学出版社，主编，合肥：中国科学技术大学出版社，1997高分子科学（高分子科学（Polymer Science）的研究内容：）的研究内容：合成结构合成结构高分子化学高分子化学合成工艺学高分子物理高分子加工成型工艺学性能应用合成工艺学高分子物理高分子加工成型工艺学性能应用高分子工程至
3、少有三个学科领域：高分子化学高分子物理高分子工程至少有三个学科领域：高分子化学高分子物理理论、基础理论、基础合成工艺及设备加工工艺及设备合成工艺及设备加工工艺及设备Polymer Chemistry：高分子化学、聚合物化学是研究高分子高分子化学、聚合物化学是研究高分子合成和化学反应合成和化学反应的一门学科的一门学科高分子化学学习方法 1.尽快完成小分子尽快完成小分子-大分子的转变大分子的转变 2.掌握基本概念，单体掌握基本概念，单体机理机理动力学动力学分子量控制分子量控制影响因素影响因素聚合实施方法。聚合实施方法。 3.认真完成课后练习。认真完成课后练习。 4.做好实验。做好实验。第一章 绪论
4、第一章 绪论高分子材料的创生虽只有80多年，但其发展速度远远快于金属和无机材料。究其原因，是高分子材料的创生虽只有80多年，但其发展速度远远快于金属和无机材料。究其原因，是合成高分子合成高分子结构具有的几乎无穷变化的可能性结构具有的几乎无穷变化的可能性，其赋予材料性能的潜力远胜于其它物质。，其赋予材料性能的潜力远胜于其它物质。第一节高分子的基本概念第一节高分子的基本概念高分子化合物高分子化合物（macromolecule compound：是一种或多种原子或原子团经无数次重复连接而成的分子所组成的化合物。分子量高达是一种或多种原子或原子团经无数次重复连接而成的分子所组成的化合物。分子量高达10
5、000以上。以上。Polymer：poly-聚，多聚，多；mer-部分部分Polymer are large molecules made up of simple repeating units. The name is derived from the Greek Poly meaning “many” and mer meaning “part”.Check out the chain of beads on the right. Imagine each bead is an ethylene unit;Then because there are only 200 ethylene
6、units in this chain, its molecular weight is only 5600(=28200)高分子化合物高分子化合物a 名称：聚合物、高分子、大分子（名称：聚合物、高分子、大分子（Polymer， Highpolymer，macromolecule）b 有关名称：低聚物、齐聚物（有关名称：低聚物、齐聚物（oligmer）主链、侧链、侧基、端基）主链、侧链、侧基、端基Macromolecule is a term synonymous with polymer. 这些与高分子化合物有关的基本名称要区分开并理解。这些与高分子化合物有关的基本名称要区分开并理解。CH2
7、CHClCHClCHClCH2CH2AB举例端基（举例端基（end group）聚氯乙烯聚氯乙烯主链，高分子链骨架主链，高分子链骨架侧基侧基？CH2CHClCHClCHClCH2CH2AB？这就是我们下面要掌握的基本概念：这就是我们下面要掌握的基本概念：单体结构单体结构与与聚合物分子链结构组成聚合物分子链结构组成单体（单体（monomer）：）：合成聚合物的低分子量化合物合成聚合物的低分子量化合物；或者；或者能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物称为单体。能够形成聚合物中结构单元的小分子化合物称为单体。聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、涤纶）的单体、涤纶）的单体有关聚合物分子
8、链结构组成的概念有关聚合物分子链结构组成的概念a、结构单元结构单元 （Structure unit）：由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分）：由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分c、单体单元单体单元 （monomer unit）：与单体组成相同，只是电子结构不同的重复单元）：与单体组成相同，只是电子结构不同的重复单元b、重复单元重复单元 （repeating unit）：高分子链中可重复的最小单元）：高分子链中可重复的最小单元d、链节链节 （chain element）=重复单元重复单元单体单体CHClCH2CH2O4COHCOOHNHCH262NH2聚合反应打开双键官能团间的缩合聚合
9、反应打开双键官能团间的缩合CHClCH2重复单元重复单元结构单元结构单元单体单元单体单元CH2CO4CONHNHCH26结构单元结构单元结构单元结构单元重复单元重复单元缩合聚合反应中，单体分子进入大分子后失去了一些元素，其缩合聚合反应中，单体分子进入大分子后失去了一些元素，其结构单元不能称为单体单元结构单元不能称为单体单元CH2CO4COCH2CO4CONHNHCH26NHNHCH26CH2CO4CONHNHCH26CHClCH2nnCH2CO4CONHNHCH26因此，大分子的表示方法因此，大分子的表示方法CH2CHClCHClCHClCH2CH2ABCHCH2nn结构单元数（或者是重复单元
10、数）结构单元数（或者是重复单元数）The degree of polymerization refers to the number of structure units in the polymer chain, and hence is related to the length of the chain.由于大分子链长度不等，我们常使用平均聚合度由于大分子链长度不等，我们常使用平均聚合度nX链长（分子尺寸）链长（分子尺寸）重复单元（链节）数聚合度分子量重复单元（链节）数聚合度分子量nnXMnXn0nMx M2nXn0102 02MMM高分子化合物：若干重复单元通过共价键连接起来，形成分子
11、量（10高分子化合物：若干重复单元通过共价键连接起来，形成分子量（103 3 -10-106 6）较大的一类物质）较大的一类物质。PVC66PA第二节聚合物的分类与命名第二节聚合物的分类与命名一、聚合物的分类一、聚合物的分类1）根据产品的性能和用途分）根据产品的性能和用途分塑料（塑料（Plastics）橡胶（）橡胶（Rubber）纤维（）纤维（Fiber）涂料（）涂料（Coating，Paint）胶粘剂（）胶粘剂（Adhesive）功能高分子（生物医用高分子、光电功能高分子、分离功能高分子）功能高分子（生物医用高分子、光电功能高分子、分离功能高分子）称为称为“三大合成材料三大合成材料”，产量大
12、，应用面广，产量大，应用面广2）根据材料的热性质分类）根据材料的热性质分类热固性树脂热固性树脂（thermosetting），具有三元网状结构，不溶不熔。如酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。），具有三元网状结构，不溶不熔。如酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂。热塑性树脂热塑性树脂（thermoplastic），具有线形结构，可溶可熔。如），具有线形结构，可溶可熔。如PE、PP、PVC、PET热分解树脂热分解树脂：加热出现塑性以前就分解的一类高分子化合物，如：加热出现塑性以前就分解的一类高分子化合物，如PAN、PVC3）根据高分子的主链结构分（）根据高分子的主链结构分（见表见表1-1）二、
13、高分子化合物的命名二、高分子化合物的命名IUPAC提出的系统命名法（提出的系统命名法（了解内容了解内容）此方法虽然严谨，但却非常繁琐，未普遍使用。此方法虽然严谨，但却非常繁琐，未普遍使用。一）习惯命名一）习惯命名1、以单体名称为基础的命名、以单体名称为基础的命名“聚聚”+单体名称（针对一种单体经加聚制成的聚合物），如单体名称（针对一种单体经加聚制成的聚合物），如CHClCH2nCHCH2nCH3COOCH3聚氯乙烯聚氯乙烯Polyvinylchloride PVC聚苯乙烯聚苯乙烯Polystyrene PSPolymethyl methacrylate PMMA聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯
14、CHCH2n注意注意1: 聚乙烯醇是一个特例，它是根据聚乙烯醇是一个特例，它是根据假想假想的单体的单体“乙烯醇乙烯醇”来命名的。来命名的。CHCH2n OHCHCH2nOCOCH3聚聚醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯Polyvinyl acetate（PVAc）乙烯醇这种单体并不存在，聚乙烯醇实际上是）乙烯醇这种单体并不存在，聚乙烯醇实际上是聚醋酸乙烯酯的水解产物聚醋酸乙烯酯的水解产物。Polyvinyl alcohol（PVA）注意注意2：当由一种单体产生不同的聚合物时，必须在原来的简单的名称前再当由一种单体产生不同的聚合物时，必须在原来的简单的名称前再加适当的前缀加适当的前缀来区分。如：来区分。如：C
15、HCH2CHCH2CHCH2nCHCH2CHCH2n CHCH21,3丁二烯丁二烯1,4聚丁二烯聚丁二烯1,2聚丁二烯聚丁二烯主链中的孤立双键会影响命名？主链中的孤立双键会影响命名？取单体的简名，后面加取单体的简名，后面加“树脂树脂（Resin）”这种命名方法适用于两种单体聚合生成的聚合物，且其聚合结构又不是很明确，多是这种命名方法适用于两种单体聚合生成的聚合物，且其聚合结构又不是很明确，多是热固性热固性塑料。如：塑料。如：CH2OH+ CH2OnOH+ CH2OnC NH22OHNCNHCH2O苯苯酚酚甲甲醛醛酚醛酚醛树脂树脂甲甲醛醛脲醛脲醛树脂树脂碳酰二胺（碳酰二胺（尿尿素）素）二）以聚合
16、物的结构特征命名二）以聚合物的结构特征命名1、聚聚对苯二甲酸乙二醇对苯二甲酸乙二醇酯酯（涤纶，（涤纶，PET）nn HOOCCOOH+n HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH+(2n-1)H2OCOO特征基团特征基团因此，我们常常也将含有此类特征基团的聚合物统称为因此，我们常常也将含有此类特征基团的聚合物统称为聚酯聚酯nCH2CO4CONHNHCH26nn HOOCCOOH+nHOOCH+(2n-1)H2O(CH2)8NH2(CH2)6NH2(CH2)8CONH (CH2)6NH2、聚聚癸二癸二酰酰己二己二胺胺CONH特征基团含有这一特征基团的聚合物都称为特征基团含有这一特征基团的聚合物都称为聚酰胺聚酰胺（PA），例如聚己二），例如聚己二酰酰己二己二胺（胺（PA66）CONCO酰亚胺基酰
