国家级精品课程──高分子化学
第一章 绪论 Prolegomenon
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高分子材料的创生虽只有100多年， 但其发展速度远远快于金属和无机材料。 究其原因，是合成高分子的结构具有几乎 无穷变化的可能性，赋予材料性能的潜力 远胜于其它物质。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
本例特点： 因两种单体参与聚合，故两种结构单元构成了一个重复
结构单元。
重复单元（链节） 结构单元
因聚合反应为官能团间的缩合反应，单体分子进入大分 子后失去了一些元素，故结构单元不能称单体单元。
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H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH
n
5）聚合度（Degree of Polymerization）：聚合物分子量大 小的一个指标，在聚合物的分子结构式中以n 表示，也称 为链节数。有两种表示方法：
n 重复单元
结构单元
结构单元
3）结构单元（Structure Unit）：单体分子通过聚合反应进入 大分子链的基本单元。结构单元的元素组成可以与单体的元素 组成相同，也可以不同。
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4）单体单元（Monomer Unit）：单体分子通过聚合反应形 成的元素组成与单体完全相同的结构单元。
式中，M0＝重复单元的“分子量”，M10、M20 分别为 两种结构单元的“分子量”，且
M 0 M 10 +M 20
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Case 2：聚合物由一种单体聚合而生成，且重复结构单元 的元素组成与单体的元素组成完全相同。如：
n CH2 CH
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
重复单元 (链节)＝结构单元＝单体单元
注：“分子量”一词国内有关标准规定称“相对分子质量”。但对
于高分子，国际上绝大多数专业书刊都称Molecular Weight，
且考虑到以后还将引入“平均分子量”、“分子量分布”等高分子
专有的概念，故我们仍坚持称“分子量”。
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1.1 高分子的基本概念
一个大分子往往是由许多相同的、简单的重复结构 单元连接而成。
合成大分子：在适当条件下人工 合成的大分子，称：
Macromolecular Compound（大分 子化合物）
High Polymer（高聚物）
Polymer（聚合物）
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高分子化学
聚合物化学（Polymer Chemistry）
研究聚合物合成与化学反应的一门科学。涉及到两大类反应：
聚合物的合成反应（聚合反应，Polymerization）
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
化工产品十分广泛，迄今已达到 7 万种之多，主要包括： 无机酸、碱、盐和化肥为代表的无机化工； 烷烃、烯烃、芳烃、醇、醛、酸、酯、酮、胺等为代表的基本 有机化工； 合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维为代表的高分子化工； 医药、农药、染料、涂料、日用化学品为代表的精细化工。
NH(CH 2 )6 NH CO(CH 2 )4 CO
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Case 1：聚合物由二种单体缩聚而生成。如：
H 2 N (C H 2 ) 6 N H 2 + H O O C (C H 2 ) 4 C O O H
H--NH(CH2)6NH--CO(CH2)4CO--OH + (2n-1) H 2O
小分子
大分子
聚合物的化学反应（Polymer Reaction）
大分子
新的大分子 小分子
反应的机理
反应的影响因素
反应的动力学
反应的实施方法
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什么是高分子？
由原子或原子团（结构单元）以共价键形式连结而成的 大分子量同系混合物
结构单元 共价键连结 大分子量（通常>104）
同系混合物（具有分子量的多分散性）
M DP M 0 X n M 0
注意：式中，M0 是重复 单元（或结构单元）的“分
子量”，而不是单体的分子 量
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Case 4：聚合物由二种单体聚合而生成，但两种结构单元 的元素组成分别与两种单体的元素组成相同。如：
该聚合物（称共聚物， Copolymer）由丁二烯和苯乙 烯二种单体共聚而成，存在着 两种与各自单体元素组成完全 相同的结构单元。
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2）重复结构单元 （Repeating Structure Unit）：大 分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单 元，可简称重复单元，又可称链节（Chain Element）
Hale Waihona Puke 聚氯乙烯的重复单元CH2CH Cl
尼龙-66的重复单元
重复单元的特点： 以单体结构为基础 在聚合物链中重复出现
以大分子链中的结构单元数目表示，记作 X n 以大分子链中的重复单元数目表示，记作 DP
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本例中 ，因两种结构单元构成了一个重复结构单
元，所以
X n 2 DP 2 n
聚合物的分子量（Molecular Weight）：
M
DP
M
0
X
n1
M
10
+X
n
2
M
20
Xn( 2
M
10
+M
20
)
CH2 CH n
DP X n n
M DP M 0 X n M 0
式中，M0 为重复单元 (或结 构单元)的分子量，也就是单体
的分子量。
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Case 3：聚合物由一种单体聚合而生成，但重复单元的元 素组成与单体的元素组成不同。如：
重复单元（链节）＝结构单元 单体单元
DP X n n
例如：聚苯乙烯
n CH2 CH 聚合
CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH
缩写成
CH2 CH n
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1）单体（Monomer）：合成聚合物的低分子量原料
CH2=CH
苯乙烯
CH2=CH Cl
氯乙烯
尼龙-66的单体 己二酸：HOOC(CH2)4COOH 己二胺：NH2(CH2)6NH2
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还有一些逐步形成了独立的工业部门，如炼油、冶金、医药、
造纸、建材、酿造、环保等。化学工业已经而且会在较长时期内 成为我国国民经济的重要支柱产业。
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高分子？ Macromolecule（大分子）：包括天然大分子、合成大分子
天然大分子： 蛋白质 DNA、RNA 纤维素 淀粉 天然橡胶 ……