第1章高分子基本概念剖析
第一章 高分子的基本概念
§1-1 高分子化合物 §1-2 高分子材料的命名 §1-3 高分子材料的分类 §1-4 高分子的分子量
第1章高分子基本概念剖析
§1-1 高分子化合物
什么是高分子?
高分子也叫高分子化合物, 是指分子量很高并由共价键 连接的一类化合物
高分子化合物、大分子化合物、高分子、大分子、 高聚物、聚合物 这些术语一般可以通用 Polymer , Macro第m1章o高l分e子c基u本l概e念s剖析
聚氯乙烯
CH2 CH OH
聚乙烯醇
H2C CH Cl
氯乙烯
乙烯醇
第1章高分子基本概念剖析
CH2 CH OH
聚 乙 烯 分 子 模 型
由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的, 所以也常被称为聚合物,如聚乙烯分子是由成千上 万个乙烯分子聚合第而1章成高分的子基高本概分念剖子析 化合物。
(2)结构单元(Structure unit): 在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团
注意:Mo两种结第构1章单高分元子基的本概平念剖均析 分子量
3. 由无规排列的结构单元组成的高分子
均聚物:由一种单体聚合而成的高分子 共聚物:由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子
例如:丁苯橡胶
----( C 2--HCH=CH2--xC )-H -(-2C --H CH y n-)----
x, y为任意值,故在分子链上结构单元的 排列是任意的:
M:高分子的分子量
M0 :结构单元的分子量
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2.由两种结构单元组成的高分子
举例1: 合成尼龙-66则具有另一特征:
H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H
H --N H (C H 2 )6 N H --C O (C H 2 )4 C O -- n O H + (2n-1) 2HO
HH
( C C )n
H CH3
对于苯乙烯的聚合反应来说:
结构单元=重复结构单元=链节
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(4)聚合度(Degree of polymerization): 聚合物分子中重复结构单元的数目,也称为链节数 n
聚合物的结构式: (重 复 单 元 的 结 构 )n
聚合度:小孩的数目
聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
有两种表示法:
x 以大分子链中的结构单元数目表示,记作 n
以大分子链中的第重1章高复分结子基构本概单念剖元析 数目表示,记作 DP
nC2HCH
C2-H CH 2--C CH H 2--C CH H CH2 CH n
在这里,两种聚合度相等,都等于 n
xnDPn
由聚合度可计算出高分子的分子量:
M xnM 0DP M 0
分子量多大才算是高分子?
其实,并无明确界限
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
低分子
过渡区(低聚物)
高分子
一般高分子的分子量在 104 ~106 范围
常用的聚合物的分子量(万)
塑料 分子量 纤维 分子量 橡胶 分子量
结构单元
结构单元
重复结构单元
此时 ,两种结构单元构成一个重复结构单元
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举例2: 对苯二甲酸 + 乙二醇
聚对苯二甲酸乙二酯
O n HO C
O C OH + n HO CH2CH2 OH
O HO ( C
O C OCH2CH2O )nH
xn2DP 2n
M xnM 02 DM P 0
nH 2CC H C l
(C H 2C H)n C l
结构单元
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
第1章高分子基本概念剖析
(3)重复结构单元: 高分子链中重复出现的单元,即链节
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
CH2 CH n
HH HH HH CC CC CC H CH3 H CH3 H CH3
M1M2M1M1M2M1M2M2M2
在这种情况下,无法确定它的重复结构单元
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共聚物的几种类型
无规共聚物-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-A-B-A交替共聚物-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A嵌段共聚物-A-A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A-A接枝共聚物-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A
高分子化合物的分子组成
1.由一种结构单元组成的高分子 2.由两种结构单元组成的高分子 3.由无规排列的结构单元组成的高分子
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1.由一种结构单元组成的高分子
一个大分子往往是由许多相同的、简单的结构单元 通过共价键重复连接而成。
例如:聚苯乙烯
nC2HC 聚合H C2-HCH 2--C CH H 2--C CH H
聚乙烯 6~30 涤纶 1.8~2.3 天然橡胶 20~40 聚氯乙烯 5~15 尼龙-66 1.2~1.8 丁苯橡胶 15~20 聚苯乙烯 10~30 维第呢1章纶高分子基本6概~念剖7.析5 顺丁烯胶 25~30
高分子可看作是由许多重复单元所组成的一条长链
支链
构成高分子骨架结 构,以化学键结合
的小分子化合物。
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有机化合物中的共价键x来自xCx +4H
.
x
H HC
H CH
均裂
L:L
H x
HxCxH x H HH
CC
HH
H H CH
H
自由基
L L 第1章高分子基本概念剖析
乙烯分子的结构
乙烯分子中的σ键
乙烯分子中的π键
第1章高分子基本概念剖析
举例:
C2-H CC H 2-H CC H2-H CH Cl Cl Cl
的原子集合
主链 侧基 链原子 构成高分子主链骨架的单个原子
HH HH HH CC CC CC H CH 3 H CH 3 H CH 3
聚丙烯
HH HH HH CCOCCOCCO HH HH HH
聚乙二醇
侧链或侧基:连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支
链。支链可以较小,称为第侧1章基高分;子基可本概以念较剖析大,称为侧链。
缩写成
CH2 CH n
第1章高分子基本概念剖析
(1)聚合反应与单体
nC2HCH C2-HCH 2--C CH H 2--C CH HCH2 CH n
由小分子生成高分子的反应过程
小分子 单体
聚合反应 Polymerization Monomer
高分子
合成聚合物的起始原料
定义:能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元