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高分子聚合物概述 概念 什么是高分子 高分子也叫聚合物 是指分子量很高并由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的一类化合物 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 Macromolecules HighPolymer Polymer 常用的高分子的分子量一般高达几万 几十万 甚至上百万 范围在104 106 一 按照高分子材料的来源分类1 天然高分子材料比如利用蚕丝 棉 毛织成织物 用木材 棉 麻造纸等 2 改性的天然高分子材料天然高分子材料经过人工改性 主要是用化学方法改性 获得新的高分子材料 如把纤维素用化学反应的方法 改性获得硝基纤维素 醋酸纤维素 羧甲基纤维素 再生纤维素 还有改性淀粉等 3 合成高分子材料合成高分子是指从结构和分子量都已知的小分子原料出发 通过一定的化学反应和聚合方法合成的聚合物 如 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 涤纶 腈纶 丁苯橡胶 氯丁橡胶 顺丁橡胶等 4 改性合成高分子材料是从小分子单体合成的聚合物 再经化学反应方法加以改性获得的高分子材料 如把聚醋酸乙烯醇解 获得了聚乙烯醇 用化学反应使原有的合成高分子变成一种新的高分子材料 如氯化聚乙烯 氯磺化聚乙烯 氯化聚氯乙烯 ABS树脂也属于这一类 二 按照高分子化合物的主链结构分类1 碳链聚合物碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物 如聚乙烯 聚苯乙烯等 2 杂链聚合物杂链聚合物是指主链由碳和氧 氮 硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物 如聚甲醛 聚酰胺 聚砜 聚醚等 3 元素有机聚合物元素有机聚合物是指主链上没有碳原子 主要由硅 氧 铝 钛 硼 硫 磷等元素的原子构成 如聚硅氧烷 4 无机高聚物主 侧链全由杂原子组成 如石英 发展 高分子聚合物 聚合 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 聚乙烯 PE 加聚 均聚物 合成聚合物的起始原料称为单体 Monomer 在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为结构单元 Structureunit 由一种结构单元组成的高分子 由两种结构单元组成的高分子 合成尼龙 66 PA 66 缩聚 共聚物 此时 两种结构单元构成一个重复结构单元 链引发反应是形成单体自由基活性种的反应 a 引发剂I分解 形成初级自由基 b 初级自由基与单体加成 形成单体自由基 链引发 反应机理 链增长 在链引发阶段形成的单体自由基 仍具有活性 能打开第二个烯类分子的 键 形成新的自由基 链终止 自由基活性高 有相互作用而终止的倾向 链转移 在自由基聚合过程中 链自由基有可能从单体 溶剂 引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止 并使这些失去原子的分子成为自由基 继续新链的增长 使聚合反应继续进行下去 向低分子转移 偶合终止 歧化终止 聚合方法聚合反应需要通过一定的聚合方法 过程 来实施自由基聚合 本体 溶液 悬浮 乳液逐步聚合 熔融 溶液 界面离子聚合 溶液 淤浆 气相配位聚合立体异构现象 等规 间规 无规 分子量 对于缩聚物 单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 聚合度DegreeofPolymerization 单个聚合物分子所含单体单元的数目对于加聚物 Mo两种结构单元的平均分子量 M0是结构单元的分子量 一般测得的高分子的分子量都是平均分子量数均分子量 分子数 重均分子量 重量 粘均分子量 特性粘数 Z均分子量 Z值 分子量多大才算是高分子 1000 10000 低分子过渡区 齐聚物 高聚物 一般高分子的分子量在104 106范围 超高分子量的聚合物的分子量高达106以上 分子量的分散性 高聚物分子量的多分散性即使是一种 纯粹 的高分子 也是由化学组成相同 分子量不等 结构不同的同系聚合物的混合物所组成 这种高分子的分子量不均一 即分子量大小不一 参差不齐 的特性 就称为分子量的多分散性 解释 1 同一名称的聚合物 分子量千差万别 例如聚乙烯 不同厂家的产品分子量差别很大 2 同一厂家的同一种产品中 分子量也是大小不一 例如5 10万的聚乙烯 保鲜膜 和10 20万的聚乙烯 容器 多分散系数 越大越分散 分子链结构 高分子链的几何形状大致有三种 线形 支链形 体形 高分子材料的分类 按性质和用途分类 塑料 纤维 橡胶 涂料 胶粘剂 功能高分子 以聚合物为基础 加入 或不加 各种助剂和填料 经加工形成的塑性材料或刚性材料 具有可逆形变的高弹性材料 纤细而柔软的丝状物 长度至少为直径的100倍 涂布于物体表面能成坚韧的薄膜 起装饰和保护作用的聚合物材料 能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在一起的聚合物材料 具有特殊功能与用途但用量不大的精细高分子材料 通用高分子 塑料 以合成或天然高聚物为基本成分 大多数情况下配以一定的高分子助剂如填料 增塑剂 稳定剂 着色剂等经加工可塑成型 并在常温下保持其形状不变的材料 称之为塑料 常用包装材料 塑料树脂缩写代号 分子量对塑料性能的影响 分子量分布对性能的影响分子量过高的部分使聚合物强度增加 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 不同用途的聚合物应有其合适的分子量分布 合成纤维分布窄橡胶分布宽 分子链结构对塑料