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高分子化学 (综合

1·什么是高分子?
高分子是指由多种原子以相同的、多次重复的结构单元并主要由共价键连接起来的、通常是相对分子量为104~106的化合物。

2·高分子材料特点
质轻比强度高电绝缘性好韧性好
大分子:包括天然大分子、合成大分子
重复结构单元: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,又可称链节特点:以单体结构为基础
在聚合物链中重复出现
结构单元: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。

单体单元: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。

聚合度: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,也为链节数。

高分子化合物的基本特点1.分子量大2组成简单、结构有规3.分子形态呈多样性4.分子量具多分散性5.具有显著的多层次结构
线型高分子:其长链可能比较伸展,也可能卷曲成团,取决于链的柔顺性和外部条件,一般为无规线团;适当溶剂可溶解,加热可以熔融,即可溶可熔;可由仅含2个官能团的单体(包括单烯类单体、环状单体)聚合而成。

支链高分子:支链的长短和数量可不同,适当溶剂可溶解,加热可以熔融,即可溶可熔,有的是在线型高分子形成后人为地通过反应接枝(Grafting)上去的;有的则是在聚合过程中自然形成的
体形高分子:整个高分子已键合成一个整体,已无单个大分子而言,可以看成是线型或支链高分子以化学键交联,交联程度浅的,受热可软化,适当溶剂可溶胀;交联程度深的,既不溶解, 又不熔融,即不溶不熔。

分子量分布是影响聚合物性能的因素之一分子量过高部分使聚合物的强度增加,但加工成型时塑化困难。

低分子量部分使聚合物强度降低,但易于加工。

支化系数:也叫支化概率,即大分子链末端支化单元上某一基团产生另一支化单元的概率。

聚合热:可由量热法。

燃烧热法,热力学平衡来实测,也可以由标准生成热计算。

聚合热影响因素:取代基位阻效应,共振能和共轭效应,强电负性取代基影响,氢键和溶剂化影响,
接枝方法大致分为两类:聚合法和偶联法
举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义,以及它们之间的相互关系和区别。

答:合成聚合物的原料称做单体,如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯,缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中,单体往往转变成结构单元的形式,进入大分子链,高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中,单体单元、结构单元、重复单元相同,与单体的元素组成也相同,但电子结构却有变化。

在缩聚物中,不采用单体单元术语,因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出,结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物,则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准,即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以DP 表示;以结构单元数为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以n X 表示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义,以及它们之间的关系和区别。

答:合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物(polymer)可以看作是高分子(macromolecule)的同义词,也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑,大分子可以看作1条大分子链,而聚合物则是许多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同,聚合物中又有低聚物和高聚物之分,但两者并无严格的界限,一般低聚物的分子量在几千以下,而高聚物的分子量总要在万以上。

多数场合,聚合物就代表高聚物,不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物,属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

举例说明和区别线形结构和体形结构、热塑性聚合物和热固性聚合物、非晶态聚合物和结晶聚合物。

答:线形和支链大分子依靠分子间力聚集成聚合物,聚合物受热时,克服了分子间力,塑化或熔融;冷却后,又凝聚成固态聚合物。

受热塑化和冷却固化可以反复可逆进行,这种热行为特称做热塑性。

但大分子间力过大(强氢键)的线形聚合物,如纤维素,在热分解温度以下,不能塑化,也就不具备热塑性。

带有潜在官能团的线形或支链大分子受热后,在塑化的同时,交联成体形聚合物,冷却后固化。

以后受热不能再塑化变形,这一热行为特称做热固性。

但已经交联的聚合物不能在称做热固性。

聚氯乙烯,生橡胶,硝化纤维:线形,热塑性
纤维素:线形,不能塑化,热分解
酚醛塑料模制品,硬橡皮:交联,已经固化,不再塑化。

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