物理化学--绪论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

许景哲514第一章绪论1.1高分子基本概念高分子化学是研究高分子合成基本规律科学。聚合物是由许多结构单元相同小分子化合物经过化学键连接而成。比如，聚氯乙烯化学结构为：高分子化合物是由小分子单体聚合而成，所以又称为聚合物。通常，依据化合物相对分子质量大小来划分高分子和小分子。相对分子质量小于1000，普通为小分子化合物；而相对分子质量大于10000，称为高分子或高聚物；处于中间范围可能为高分子（低聚物），也可能为小分子。主要概念：当一个化合物相对分子质量足够大，以至多一个链节或少一个链节不会影响其基本性能时，称为高分子。其中方括弧中化学式表示高分子链中重复单元，也叫结构单元、单体单元和链节。n为重复单元数量，称为聚合度，用DP表示。一个高分子化合物相对分子质量M可用下式表示：M=DP×M0M0为单体相对分子质量。高分子化合物相对分子质量为聚合度整数倍。分子主链上全部由碳和氢组成，所以称为碳链聚合物。还有一类聚合物，其结构单元与单体化学结构和原子数量不相等。例如由对苯二甲酸和乙二醇聚合而成聚对苯二甲酸乙二酯（涤纶树脂）。结构单元化学结构与元素组成均与单体不一样，所以其结构单元不能称为单体单元。分子主链上除了碳原子外，还有O、N、S、P等杂原子，所以称为杂链聚合物。聚合度可用重复单元数量表示，即：DP=n用结构单元数量表示，记为Xn，则：Xn=2DP=2n由一个单体聚合而成聚合物称为均聚物。聚合物也可由两种或两种以上单体共同聚合而成。比如由氯乙烯和醋酸乙烯酯共同聚合时，产物为：其中n和m为分子链中两种单体单元数量，但并不表示n个氯乙烯单元后面接m个醋酸乙烯酯单元。两种单体单元通常是无规分布。由两种或两种以上单体聚合而成聚合物称为共聚物。依据各种单体单元在分子链中排列情况，可将共聚物分为：无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等。共聚是高分子化合物改性主要方法之一。1.2高分子分类和命名1.2.1高分子分类1）依据高分子主链结构分类依据高分子主链结构，可分为碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物和无机高分子四种。碳链聚合物主链全部由碳元素组成，侧基上可有其它元素。比如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。杂链聚合物主链上以碳元素为主，但存在其它元素，如O、N、S、P等杂元素。元素有机聚合物主链上没有碳元素，普通由Si、B、N、P和O等元素组成，但侧链上含有有机基团。比如有机硅聚合物。无机高分子不论在主链还是侧链上均没有碳元素。比如玻璃、陶瓷等均属这类。2）依据高分子受热后形态改变分类受热后发生形态改变，可分为热塑性高分子和热固性高分子两大类。热塑性高分子在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态。这种转变理论上可重复无穷屡次，或者说，热塑性高分子是能够再生。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和涤纶树脂等均为热塑性高分子。当前，绝大多数高分子化合物为热塑性高分子。热固性高分子在受热后先转变为流动状态，深入加热则转变为固体状态，这种转变是不可逆。热固性高分子是不可再生，经过加入固化剂使流体状转变为固体状高分子，也称为热固性高分子。经典热固性高分子如：酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、硫化橡胶等。3）依据高分子用途分类可分为塑料、橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂和功效高分子六大类。橡胶含有良好延伸性和回弹性，弹性模量较低。橡胶大多为热固性高分子。化学纤维在外观上为纤维状，弹性模量很高。对温度敏感性较低，尺寸稳定性良好。塑料性能普通介于橡胶和化学纤维之间。涂料基本特点是在一定条件下能成膜，对基材起到装饰和保护作用。粘合剂特点是对基材有很高粘结性，经过其可将不一样材质材料粘合在一起。功效高分子包含了一大批高分子类型。含有特殊功效高分子，如导电性、感光性、高吸水性、高选择吸附性、药理功效、医疗功效等，是近年来高分子研究中最活跃领域。1.2.2高分子命名1）习惯命名法一、聚+单体或假想单体普通自由基聚合产物聚+单体二、原料名称+树脂苯酚+甲醛酚醛树脂尿素+甲醛尿醛树脂丙三醇+邻苯二甲酸酐醇酸树脂商业上对未加工聚合物习惯上加“树脂”例：聚氯乙烯树脂；涤纶树脂三、结构特征命名20四、商业名称：1、纤维类+纶聚氯乙烯氯纶聚丙烯丙纶聚对苯二甲酸乙二醇酯涤纶，确良聚己内酰胺尼龙-6，锦纶(卡普隆）聚乙烯醇缩甲醛维尼纶聚丙烯腈腈纶（奥纶）2.橡胶类：~~~+橡胶（与原料相关）乙烯+丙烯乙丙橡胶丁二烯+苯乙烯丁苯橡胶丁二烯+丙烯腈丁腈橡胶顺丁二烯顺丁橡胶异戊二烯异戊橡胶五、系统命名法步骤：（1）先确定重复单元；（2）排定重复单元中次级单元次序，标准：（i）先排侧基最少元素；（ii）再排有取代基元素；（iii）当主链上有杂原子时，先排杂原子。（3）给重复单元命名；（4）在重复单元名称前冠以“聚”字。24系统命名法较严谨，但往往名称很长，使用不太方便