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1、macromoleclemacromolecle chemistrychemistry 高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学教材：教材：教材：教材：教材：教材：高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编潘祖仁主编 高分子化学合成塑料合成塑料“四烯四烯”聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯、聚苯乙烯合成纤维合成纤维“六纶六纶”涤纶、涤纶、 锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶合成橡胶合成橡胶“四胶四胶” 顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶 以及
2、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有机玻璃等都是以及聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有机玻璃等都是经过聚合反应得到的高分子化合物。经过聚合反应得到的高分子化合物。我被高分子包围了呀！涤纶涤纶聚氯乙烯聚氯乙烯有机玻璃聚苯乙烯塑料塑料高分子化学阿斯匹林阿斯匹林( (Aspirin) )是一个是一个“古老古老”的解热镇痛药物，而缓释长的解热镇痛药物，而缓释长效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春。近年，科学家通过乙二醇效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春。近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，用于关
3、节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林可分为三部缓释长效阿斯匹林可分为三部分分：高分子载体（高分子载体（聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸）；）；低分子药物（低分子药物（阿斯匹林）阿斯匹林）；作为桥梁作用的作为桥梁作用的乙二醇乙二醇。肠胃中水解变为阿斯匹林。肠胃中水解变为阿斯匹林 。【高分子药物高分子药物高分子药物高分子药物】现代医药发展方向之一：合成药物长效化和低现代医药发展方向之一：合成药物长效化和低毒化，其有效途径是低分子药物高分子化。例如可将药物分子连毒化，其有效途径是低分子药物高分子化。例如可将药物分子连在安全无毒的高分子链上。在安全无毒的高分子链上。缓释长效阿斯匹林缓释长效阿斯匹林的结构简
4、式如下：的结构简式如下：高分子化学人造器官组织 人造器官组织 人造器官组织 人造器官组织 【人造器官组织人造器官组织人造器官组织人造器官组织 】由于某些合成高分子材料（如：有机硅聚由于某些合成高分子材料（如：有机硅聚合物、有机氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、合物、有机氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、醋酸纤维素等）与生物体中的天然高分子有极其相似的化学结醋酸纤维素等）与生物体中的天然高分子有极其相似的化学结构，生物相容性较好，较少受到排斥，安全无毒，可用于制作构，生物相容性较好，较少受到排斥，安全无毒，可用于制作医用组织和人造器官的高分子材料。医用组织和人造器官的高分子材
5、料。 从皮肤到内脏，从血液到五官都有用医用高分子材料制成的人从皮肤到内脏，从血液到五官都有用医用高分子材料制成的人造器官组织，如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、造器官组织，如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、人造骨髓等，最早应用的医用高分子材料是代替手术缝合线的人造骨髓等，最早应用的医用高分子材料是代替手术缝合线的聚乳酸聚乳酸 。使聚乳酸作为外科手术的缝合线，因聚乳酸极易水解、。使聚乳酸作为外科手术的缝合线，因聚乳酸极易水解、缝合伤口愈合后，不需拆线，缝合线经体液水解为乳酸，由代缝合伤口愈合后，不需拆线，缝合线经体液水解为乳酸，由代谢循环排出体外水解反应式如下：谢循环排出体外水解
6、反应式如下：5高分子具有许多优良性能，高分子材料是当今世界发展最迅高分子具有许多优良性能，高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，目前世界上合成高分子材料的年产量已经超速的产业之一，目前世界上合成高分子材料的年产量已经超过过1.41.4亿吨。亿吨。塑塑料料、橡橡胶胶、纤纤维维、涂涂料料、粘粘合合剂剂几几大大类类高高分分子子材材料料己己广广泛泛应应用用到到电电子子信信息息、生生物物医医药药、航航天天航航空空、汽汽车工业、包装、建筑等各个领域。车工业、包装、建筑等各个领域。功能高分子材料功能高分子材料：导电高分子、高分子半导体、光导：导电高分子、高分子半导体、光导电高分子、压电及热电高分子、磁性
7、高分子、光功能高分子、电高分子、压电及热电高分子、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发展迅速，具有特殊功液晶高分子和信息高分子材料等近年发展迅速，具有特殊功能能。 高分子材料高分子材料 De De 应用应用高分子化学高分子化学Chapter 1 绪论绪论本本本本章章章章内内内内容容容容1.11.1 高分子化学高分子化学高分子化学高分子化学研究对象研究对象研究对象研究对象1.21.2 高分子的基本概念高分子的基本概念高分子的基本概念高分子的基本概念1.6 1.6 聚合物物理状态及转变聚合物物理状态及转变聚合物物理状态及转变聚合物物理状态及转变1.5 1.5 聚合物平均分子
8、量及其分布聚合物平均分子量及其分布聚合物平均分子量及其分布聚合物平均分子量及其分布1.41.4 聚合反应分类聚合反应分类聚合反应分类聚合反应分类1.31.3 高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类高分子化合物的命名和分类（* * * *）（）（* * * *）高分子化学高分子化学1.1 高分子化学高分子化学 研究对象研究对象高分子化学高分子化学高分子科学高分子科学高分子化学高分子化学高分子物理高分子物理高分子材料高分子材料高分子科学高分子科学高分子科学高分子科学是是是是研究高分子化合物的合成、改性、结构、性能、研究高分子化合物的合成、改性、结构、性能、研究高分
9、子化合物的合成、改性、结构、性能、研究高分子化合物的合成、改性、结构、性能、成型加工等内容的一门综合性科学。成型加工等内容的一门综合性科学。成型加工等内容的一门综合性科学。成型加工等内容的一门综合性科学。高分子化学是高分子科学高分子化学是高分子科学高分子化学是高分子科学高分子化学是高分子科学的基础，高分子化学主要研究的基础，高分子化学主要研究的基础，高分子化学主要研究的基础，高分子化学主要研究聚合反应机理和聚合方法聚合反应机理和聚合方法聚合反应机理和聚合方法聚合反应机理和聚合方法。学习。学习。学习。学习高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和聚合方法高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和聚合方法
10、高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和聚合方法高分子化学的目的是了解聚合反应的机理和聚合方法 ，以便，以便，以便，以便合成出具有指定相对分子质量和相对分子质量分布、指定性能、合成出具有指定相对分子质量和相对分子质量分布、指定性能、合成出具有指定相对分子质量和相对分子质量分布、指定性能、合成出具有指定相对分子质量和相对分子质量分布、指定性能、能满足实际需要的高分子化合物。能满足实际需要的高分子化合物。能满足实际需要的高分子化合物。能满足实际需要的高分子化合物。高分子化学高分子化学提高产量、增加品种、改进性能、处理三废、拓宽应用领域；提高产量、增加品种、改进性能、处理三废、拓宽应用领域；研制新型引
11、发剂，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；研制新型引发剂，降低能源和材料消耗，使得合成方便易行；采用新的聚合方法获得新性能、新品种、新用途的高聚物；采用新的聚合方法获得新性能、新品种、新用途的高聚物；开发功能高分子材料和生物工程高分子材料。开发功能高分子材料和生物工程高分子材料。1.1 高分子化学高分子化学 研究对象研究对象发展方向发展方向1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念（* * * *）又称高分子化合物、大分子化合物、高分又称高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、高聚物、聚合物。子、大分子、高聚物、聚合物。 （注：这些术语一般可以通用）（注：这些术语一般可以通用）（注：这些术
12、语一般可以通用）（注：这些术语一般可以通用） Macromolecules, High Polymer, Polymer什么是高分子什么是高分子?高分子高分子是指是指由由多种原子多种原子或或原子团原子团由由共价键连接共价键连接形成的、通常是相对形成的、通常是相对分子量为分子量为10104 410106 6的化合物的化合物。1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念聚氯乙烯聚氯乙烯结构单元结构单元结构单元结构单元单体单体单体单体高分子化学高分子化学聚乙烯醇聚乙烯醇乙烯醇乙烯醇又如又如：1.2 高分子高分子的基本概念的基本概念高高 分分 子子小小 分分 子子聚合反应聚合反应Polymerizatio
13、n单单 体体能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。成单元的小分子。即即合成聚合物的合成聚合物的起始原料起始原料。单单单单 体体体体（Monomer）在大分子链中出现的在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团以单体结构为基础的原子团。即构成大分子链的基本结构单元。即构成大分子链的基本结构单元。结构单元（结构单元（结构单元（结构单元（Structure unit）1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念重复单元重复单元重复单元重复单元 （Repeating unit）聚合物中聚合物中化学组成相同化学组成相同的最小单位。的最小单位。链节链节
14、链节链节( ( ( (Chain element）即一个重复结构单元。即一个重复结构单元。单体单元（单体单元（单体单元（单体单元（ Monomer unit ）聚合物中具有聚合物中具有与单体相同化学组成与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。而不同电子结构的单元。和和结构单元结构单元结构单元结构单元重复单元重复单元重复单元重复单元单体单元单体单元单体单元单体单元链链链链 节节节节单体单体单体单体高分子化学高分子化学1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念 高分子的三种组成情况高分子的三种组成情况高分子化学高分子化学比比 较较n1.1.由一种结构单元组成的高分子由一种结构单元组成的高分子由一种结
15、构单元组成的高分子由一种结构单元组成的高分子1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念 高分子的三种组成情况高分子的三种组成情况 例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯例如：聚苯乙烯聚合聚合高分子结构高分子结构高分子结构高分子结构可以缩写成可以缩写成可以缩写成可以缩写成单体单体单体单体结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节结构单元单体单元重复单元链节此此时时说明说明：n n 表示表示重复单元数重复单元数，也称为，也称为链节数链节数, , 在此等于在此等于聚合度。聚合度。高分子化学高分子化学1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念 聚合度是衡量高分
16、子大小的一个指标。聚合度是衡量高分子大小的一个指标。聚合度有两种表示法：聚合度有两种表示法：聚合度有两种表示法：聚合度有两种表示法：以大分子链中的以大分子链中的结构单元数目结构单元数目表示，记作表示，记作以大分子链中的以大分子链中的重复单元数目重复单元数目表示，记作表示，记作此时此时聚合度（聚合度（Degree of polymerization，缩写为缩写为DP，）说明说明：由于绝大多数高聚物都是由不同链长的大分子组成，即：由于绝大多数高聚物都是由不同链长的大分子组成，即同一种聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合同一种聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成，因此，聚合物的分子量或聚合度只是这种大小不一的大物所组成，因此，聚合物的分子量或聚合度只是这种大小不一的大分子的统计平均值，或者说分子的统计平均值，或者说分子量或聚合度具有一定的分布范围分子量或聚合度具有一定的分布范围。一种结构单元一种结构单元组成的高分子组成的高分子1.2 高分子的基本概念高分子的基本概念w另一种情况：结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节结构单元重复单元链节结构单元重复单
