绪论-高分子化学第一章-5

1、 高高 分分 子子 化化 学学 POLYMER CHEMISTRY 第第 一一 章章 绪绪 论论高高 分分 子子 化化 学学IntroductionIntroduction教学反馈：联系方式教学反馈：联系方式主要研究方向主要研究方向点点 名（班干部，联系方式）名（班干部，联系方式）教学内容教学内容评分方式评分方式参考资料参考资料鄢鄢 国国 平平 Guo-Ping YAN, Ph.D., Professor 博士，教授博士，教授, 湖北省湖北省“楚天学者计划楚天学者计划”特聘教授特聘教授Office: 老办公楼老办公楼 403, 418室室Lab: 老办公楼老办公楼

2、414, 416, 420, 422, 308, 510室室 Tel:E-mail: 教教 学学 内内 容容 (54学时学时) 一一. . 绪论绪论 2 2二二. . 逐步聚合逐步聚合 1010三三. . 自由基聚合自由基聚合 1818四四. . 自由基共聚合自由基共聚合 4 4五五. . 聚合方法聚合方法 4 4六六. . 离子聚合离子聚合 6 6七七. . 配位聚合配位聚合 4 4八八. . 聚合物的化学反应聚合物的化学反应 2 2 总结总结 2 2评评 分分 方方 式式1.1. 出勤与课堂表现出勤与课堂表现 15%15%2. 2. 课后作业课后作业 15%15%

3、3. 3. 期终考试期终考试 70%70%参参 考考 资资 料料 1 1、潘祖仁、潘祖仁. . 高分子化学高分子化学 ( (第五版第五版) )，化学工业出版社，北京，化学工业出版社，北京，20122012 2 2、Harry R. Allcock, Frederick W. Lampe, James E. Harry R. Allcock, Frederick W. Lampe, James E. Mark. Mark. 现代高分子化学（影印本），科学出版社，北京，现代高分子化学（影印本），科学出版社，北京，20042004 3 3、 府寿宽等，高分子化学府寿宽等，高分子化学(M)(M)，复旦

4、大学出版社，上海，复旦大学出版社，上海，19951995 4 4、 冯新德冯新德. . 高分子合成化学高分子合成化学(M)(M)，上册，科学出版社，北京，上册，科学出版社，北京，19811981 5 5、George Odian. Principle of Polymerization (M), 2 George Odian. Principle of Polymerization (M), 2 nd ed., New York: John Wiley & Sonc, Inc., 1981nd ed., New York: John Wiley & Sonc, Inc., 19

5、81 6 6、Billmeyer.R.W. Textbook of Polymer Science (M), 3 Billmeyer.R.W. Textbook of Polymer Science (M), 3 ndnd ed., New York: John Wiley & Sonc, Inc., 1984 ed., New York: John Wiley & Sonc, Inc., 1984 天天 然然 高高 分分 子子的的 直直 接接 利利 用用天天 然然 高高 分分 子子的的 化化 学学 改改 性性天然橡胶的硫化天然橡胶的硫化, , 硝化纤维的合成等硝化纤维的合成等

6、（18391839，18681868，19241924年）年）淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等 （1909年）年）高高 分分 子子 合合 成成高高 分分 子子 时时 代代1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史人类的文明史人类的文明史=材料的发展史材料的发展史20世纪是生物的世纪，世纪是生物的世纪，21世纪是材料的世纪世纪是材料的世纪 材料包括：材料包括： 金属材料金属材料 无机非金属材料无机非金属材料 有机、高分子材料有机、高分子材料 复合材料复合材料第一章第一章：绪论绪论材料材料无机无机

7、材料材料有机、有机、高分高分子材子材料料非金属材料非金属材料金属材料金属材料天然高分子天然高分子材料材料合成高合成高分子材分子材料料淀粉淀粉纤维素纤维素蛋白质蛋白质天然橡胶天然橡胶合成塑料合成塑料合成橡胶合成橡胶合成纤维合成纤维合成粘合剂合成粘合剂合成涂料合成涂料新型合成高新型合成高分子材料分子材料功能高分子功能高分子材料材料复合高分子复合高分子材料材料人和动物的本质区别人和动物的本质区别? ?人可以利用工具从事生产、生活，积累经验，创造财富，进人可以利用工具从事生产、生活，积累经验，创造财富，进而制造更先进的工具。而制造更先进的工具。在制造工具时，材料是必需的在制造工具时，材料是必需的 然而

8、，不是所有的物质都能用于制造工具。然而，不是所有的物质都能用于制造工具。什么是材料？什么是材料？材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质，物品的物质，简单地说，材料是人类可用来制造有用器件的物质。简单地说，材料是人类可用来制造有用器件的物质。材料是人类社会进步的物质基础材料是人类社会进步的物质基础材料是人类社会进步的主要标志材料是人类社会进步的主要标志材料是人类社会进步的里程碑材料是人类社会进步的里程碑在古代，在古代，材料首先用于统治阶级的生活、祭祀、战争材料首先用于统治阶级的生活、祭祀、战争经验的积累，先进武器

9、、精美祭器的需求，严酷的管理制度，促进了经验的积累，先进武器、精美祭器的需求，严酷的管理制度，促进了新材料的应用。新材料的应用。在现代，材料广泛用于大众的生活、生产在现代，材料广泛用于大众的生活、生产科学的知识体系，不断更新的制造业技术，追求高品质生活、高性能科学的知识体系，不断更新的制造业技术，追求高品质生活、高性能器具，是新材料发展的动力。器具，是新材料发展的动力。人类的文明史人类的文明史材料与人类文明发展材料与人类文明发展人类文明进程的划分依据是什么人类文明进程的划分依据是什么 所使用的、占主导地位的材料 石器时代、铜器时代、铁器时代、钢铁时代、合成材料时代、复合材料时代、原子时代、纳米

10、时代 发展得越来越快材料划时代材料划时代 材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质基础和技术先导。基础和技术先导。 在历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主在历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代的标志，称其为石器时代、青铜器时代、导材料作为时代的标志，称其为石器时代、青铜器时代、铁器时代。铁器时代。 在近代材料种类极其繁多，各种新材料不断涌现，在近代材料种类极其繁多，各种新材料不断涌现，很难用一种材料来代表当今时代的特征：新材料时代很难用一种材料来代表当今时代的特征：新材料时代、原子时代和纳米时代、原子时代和纳米时代 高分

11、子材料与工程高分子材料与工程高分子材料与工程（包装材料与包装设计方向）高分子材料与工程（包装材料与包装设计方向）高分子材料与工程（模具设计方向）高分子材料与工程（模具设计方向） 无机非金属材料工程无机非金属材料工程无机非金属材料工程（绿色建材与装饰设计方向）无机非金属材料工程（绿色建材与装饰设计方向） 材料物理材料物理 材料化学材料化学 在校本科生在校本科生1600余人，研究生余人，研究生162人人材料科学与工程学院专业建设材料科学与工程学院专业建设 两次伊拉克战争两次伊拉克战争 科索沃科索沃-南联盟战争南联盟战争 911事件、阿富汗战争、反恐战争事件、阿富汗战争、反恐战争 南海危机南海危机材

12、料化学专业成立背景材料化学专业成立背景材料化学专业成立背景材料化学专业成立背景-材料的生产、加工性能材料的生产、加工性能 -材料化学材料化学 科技、社会发展的阻力：科技、社会发展的阻力：（1）新型功能材料的制备）新型功能材料的制备（2）精细加工技术、工艺、设备）精细加工技术、工艺、设备 国民生活物资生产制造业的落后国民生活物资生产制造业的落后 新型能源、资源的优化利用新型能源、资源的优化利用 大飞机计划大飞机计划 航空、飞天计划航空、飞天计划 航海、航空母舰、潜艇航海、航空母舰、潜艇 常规战争武器常规战争武器 核武器升级核武器升级 2005年正式成立材料化学专业：年正式成立材料化学专业：原来是

13、高分子材料与工程专业的一个方向原来是高分子材料与工程专业的一个方向2005年正式招生、年正式招生、 2009年第一届毕业生年第一届毕业生材料学院最好找工作、最好考研的专业材料学院最好找工作、最好考研的专业 师资队伍：全国教师最牛专业师资队伍：全国教师最牛专业目前只有目前只有11位教师：全部都是博士毕业，具有博士文凭，位教师：全部都是博士毕业，具有博士文凭，6位博士后，位博士后，5位具有出国留学经历位具有出国留学经历,2位在香港大学博士毕业位在香港大学博士毕业2位楚天学者、位楚天学者、 1位工大学子特聘教授位工大学子特聘教授2位教授、位教授、4位副教授、位副教授、4位讲师位讲师目前严重缺编，正在

14、招聘时期目前严重缺编，正在招聘时期 科研基础：科研基础：2009年湖北省科技创新群体年湖北省科技创新群体新型环保与医用材料工程技术研究中心、功能高分子材料工新型环保与医用材料工程技术研究中心、功能高分子材料工程技术研究中心程技术研究中心材料化学专业建设材料化学专业建设优优 缺缺 点点与西方发达国家大学生素质相比较：与西方发达国家大学生素质相比较：优点：优点： 1. 1. 刻苦好学；刻苦好学； 2. 2. 任劳任怨；任劳任怨； 3. 3. 笔试成绩优秀；笔试成绩优秀； 4. 4. 善于体贴别人；善于体贴别人； 5. 5. 能很好完成已知任务。能很好完成已知任务。缺点：缺点： 1. 1. 口头表达

15、能力不强；口头表达能力不强； 2. 2. 墨守成规；墨守成规； 3. 3. 表现力较差；表现力较差； 4. 4. 不爱推销自己；不会争取权利；不爱推销自己；不会争取权利； 5. 5. 希望被别人管，社会活动能力不强；希望被别人管，社会活动能力不强； 6. 6. 开拓创新不够；开拓创新不够； 7 7. 娇气，自以为是，皇帝老儿。娇气，自以为是，皇帝老儿。 一种思维方式一种思维方式 -世界观、为人之道世界观、为人之道 一套适合自己的、高效的学习方法一套适合自己的、高效的学习方法 -方法论、处事之法方法论、处事之法 大学的所有课程、知识大学的所有课程、知识 -基本任务、入世之门基本任务、入世之门读大

16、学的任务：读大学的任务： 确定一个人生目标确定一个人生目标以后想干什么以后想干什么-职业职业实现自我价值（个人、家庭、社会）实现自我价值（个人、家庭、社会） 制订一个详细奋斗计划制订一个详细奋斗计划每半年需要如何做的事每半年需要如何做的事 武装头脑武装头脑-广泛学习、多读书，提高修养，磨炼性格广泛学习、多读书，提高修养，磨炼性格不论专业、学科、理工农医文史哲音美艺经管，博览群书不论专业、学科、理工农医文史哲音美艺经管，博览群书 培养各方面的能力与才能培养各方面的能力与才能专业、服务、协作、管理、社交、交朋友、查资料专业、服务、协作、管理、社交、交朋友、查资料 健全体魄、培养健康的兴趣爱好健全体

17、魄、培养健康的兴趣爱好一项喜爱的体育运动一项喜爱的体育运动一项喜爱的音乐活动一项喜爱的音乐活动如何渡过大学的时光？如何渡过大学的时光？-学习、学习、再学习学习、学习、再学习 -人生真正的学习阶段才刚刚开始！人生真正的学习阶段才刚刚开始！自学、自立、自信、自控自学、自立、自信、自控 自学自学 主动学习主动学习-图书馆、资料室图书馆、资料室 预习、上课、复习、习题预习、上课、复习、习题 一套适合自己的学习方法一套适合自己的学习方法 通过考试、拿学分通过考试、拿学分-易易 考高分、成绩好考高分、成绩好-难难 建立正确的人生观建立正确的人生观 人生的朋友人生的朋友 人生的梯子人生的梯子如何学习？如何学

18、习？ -高效、有效地学习高效、有效地学习 改变中学时对老师的依赖、期望改变中学时对老师的依赖、期望 主要靠主要靠自学自学 宏观的指导宏观的指导 讨论的对象讨论的对象 不一定全懂不一定全懂 人生的朋友人生的朋友 人生的梯子人生的梯子您喜爱的大学教师？您喜爱的大学教师？ -更是人生的朋友！更是人生的朋友！ 有幻想、有思想有幻想、有思想 脚踏实地、吃苦耐劳脚踏实地、吃苦耐劳 持之以恒、百折不挠持之以恒、百折不挠 积极主动积极主动 协作协作 乐观、开朗乐观、开朗分类培养、因材施教分类培养、因材施教每一位学生都是人才，都可以成栋梁之大才。每一位学生都是人才，都可以成栋梁之大才。大学教师喜爱的学生？大学教

19、师喜爱的学生？ -传授的对象！传授的对象！材料化学专业师资队伍材料化学专业师资队伍2009年湖北省科技创新群体年湖北省科技创新群体简简 介介2009年湖北省科技创新群体年湖北省科技创新群体李李 亮亮 博士、教授博士、教授 楚天学子楚天学子 （新加坡、德国）（新加坡、德国）材料学院副院长材料学院副院长郭庆中郭庆中 博士博士 中山大学中山大学( (博士后博士后) ) 材料化学专业主任材料化学专业主任张张 桥桥 博士博士 武汉大学武汉大学 材料化学专业副主任材料化学专业副主任郭俊芳郭俊芳 博士博士 香港城市大学香港城市大学( (博士后博士后) ) 喻湘华喻湘华 博士博士 武汉大学武汉大学杜飞鹏杜飞鹏

20、 博士博士 华中科技大学华中科技大学 （香港科技大学）（香港科技大学）鄢国平鄢国平 博士、教授博士、教授 楚天学者楚天学者 （新加坡、澳大利亚）（新加坡、澳大利亚）李亮李亮 博士，湖北省博士，湖北省“楚天学子计划楚天学子计划”特聘教特聘教授授,教育部教育部“新世纪优秀人才支持计划新世纪优秀人才支持计划”入选者，入选者，德国德国Alexander von Humboldt Foundation奖学奖学金获得者，是从德国基尔大学工程学院多组分金获得者，是从德国基尔大学工程学院多组分材料所引进的留学归国人才。从事导电高分子材料所引进的留学归国人才。从事导电高分子材料、高分子凝胶等功能材料研究与开发。

21、现材料、高分子凝胶等功能材料研究与开发。现已发表已发表SCI检索论文检索论文50余篇，申请发明专利余篇，申请发明专利10项。项。鄢国平鄢国平 博士，教授，湖北省博士，教授，湖北省“楚天学者计划楚天学者计划”特特聘教授，教育部聘教授，教育部“新世纪优秀人才支持计划新世纪优秀人才支持计划”入入选者，纳米技术及应用国家工程研究中心兼职博选者，纳米技术及应用国家工程研究中心兼职博士生导师，留学归国人才，新型环保与医用材料士生导师，留学归国人才，新型环保与医用材料工程技术研究中心主任。主要从事生物医用与环工程技术研究中心主任。主要从事生物医用与环保高分子材料领域研究，现已在国内外学术期刊保高分子材料领域

22、研究，现已在国内外学术期刊上发表论文上发表论文100余篇，其中余篇，其中SCI，EI，ISTP论文论文80余篇，获授权发明专利余篇，获授权发明专利3项，申请发明专利项，申请发明专利15项。项。荣获科技技术成果鉴定国际先进项目荣获科技技术成果鉴定国际先进项目3项、湖北省项、湖北省教学研究成果鉴定国内领先水平项目教学研究成果鉴定国内领先水平项目1项。项。材料化学专业师资队伍材料化学专业师资队伍杜飞鹏杜飞鹏 郭庆中郭庆中 郭俊芳郭俊芳 张张 桥桥第九届全国微型化学实验研讨会第九届全国微型化学实验研讨会2011年年7月月19-24日，武汉日，武汉“绿色、低碳、创新、和谐绿色、低碳、创新、和谐”感谢各位

23、专家、领导与同学们感谢各位专家、领导与同学们莅临指导！莅临指导！组织承办全国性学术教学大会组织承办全国性学术教学大会组织承办全国性学术教学大会组织承办全国性学术教学大会2012年全国高分子材料科学与工程年全国高分子材料科学与工程研讨会研讨会 2012年年10月下旬，武汉月下旬，武汉热烈欢迎各位专家、领导与同学们热烈欢迎各位专家、领导与同学们莅临指导！莅临指导！热烈欢迎各位同学们参与会议工作，为热烈欢迎各位同学们参与会议工作，为会议召开贡献力量！会议召开贡献力量！（1）环境友好高分子材料环境友好高分子材料医学影像诊断分子探针：医学影像诊断分子探针： 肿瘤靶向性电子顺磁共振成像诊断剂肿瘤靶向性电子

24、顺磁共振成像诊断剂 器官或组织靶向性磁共振成像造影剂器官或组织靶向性磁共振成像造影剂 肿瘤靶向性正电子发射计算机断层扫描显像肿瘤靶向性正电子发射计算机断层扫描显像(PET/CT) 示踪剂示踪剂肿瘤靶向性纳米药物控制释放系统肿瘤靶向性纳米药物控制释放系统基因工程基因工程橡胶、塑料等高分子资源循环利用橡胶、塑料等高分子资源循环利用（2）功能高分子材料功能高分子材料光、电、磁功能材料光、电、磁功能材料纳米复合材料纳米复合材料液晶材料、结构材料液晶材料、结构材料有机硅树脂、聚氨酯等其它功能材料有机硅树脂、聚氨酯等其它功能材料 主要研发方向主要研发方向2. 鄢国平的主要研究方向：鄢国平的主要研究方向：（

25、1 1）功能高分子材料：生物医用高分子）功能高分子材料：生物医用高分子、有机硅树脂、有机荧、有机硅树脂、有机荧光材料、聚氨酯、纳米复合等光材料、聚氨酯、纳米复合等功能材料设计、合成与性能；功能材料设计、合成与性能；（2 2）肿瘤靶向性药物控制释放体系的研究；）肿瘤靶向性药物控制释放体系的研究；（3 3） 器官或组织靶向性磁共振成像造影剂的合成与开发器官或组织靶向性磁共振成像造影剂的合成与开发及医学磁共振成像应用；及医学磁共振成像应用；（4 4）肿瘤靶向性电子顺磁共振成像诊断剂的合成与性能；）肿瘤靶向性电子顺磁共振成像诊断剂的合成与性能；（5 5）高分子资源循环利用：废旧橡胶与塑料改性材料及产品

26、）高分子资源循环利用：废旧橡胶与塑料改性材料及产品的研发的研发。主要学术、科研成果主要学术、科研成果： 已在国内外刊物上发表论文已在国内外刊物上发表论文100余余篇，其中篇，其中SCISCI、EIEI检索论检索论文文80余余篇，获授权发明专利篇，获授权发明专利3 3项，申请发明专利项，申请发明专利1515项。项。编写大学编写大学本科生教材本科生教材4部、专著部、专著3部。获科技技术成果鉴定国际先进项目部。获科技技术成果鉴定国际先进项目3项、教学研究成果鉴定国内领先水平项目项、教学研究成果鉴定国内领先水平项目1项。项。 奖励情况：奖励情况：（1） 2007年年01月月 荣获澳大利亚教育部颁发的荣

27、获澳大利亚教育部颁发的“2007年澳大利亚年澳大利亚奋斗研究奖奋斗研究奖”（2007 Endeavour Research Award, 0194_2007）；）；（2） 2009年年04月月 荣获湖北省高等学校教学成果三等奖荣获湖北省高等学校教学成果三等奖“材料类材料类创新性应用人才培养改革与实践创新性应用人才培养改革与实践” ；（3） 2008年年10月月 荣获全国化工优秀科技工作者奖；荣获全国化工优秀科技工作者奖；（4） 2009年年7月月 荣获爱思唯尔出版社（荣获爱思唯尔出版社（Elsevier）的）的Top Cited Award 2006-2008 - Radiography奖奖。

28、（5） 2010年年12月月 湖北省有突出贡献中青年专家湖北省有突出贡献中青年专家 。（6） 2011年年12月湖北省月湖北省“新世纪高层次人才工程新世纪高层次人才工程”第一层次人才。第一层次人才。 3. 学术兼职：学术兼职：本人应邀担任：本人应邀担任： (1) 中国化学会会员中国化学会会员(2) 美国化学会（美国化学会（American Chemical Society）会员）会员(3) 英国化学工业学会（英国化学工业学会（the Society of Chemical Industry）会员会员 (4) 国际知名学术期刊国际知名学术期刊Macromolecules, Journal of

29、Applied Polymer Sciences, Journal of Pharmaceutical Sciences, European Journal of Pharmaceutical Sciences, Polymer International, Radiography 和和Inorganic Chemistry的论文评的论文评审人审人(5) 国家自然科学基金委员会、科技部国家自然科学基金委员会、科技部863项目评审专家项目评审专家(6) 教育部高分子材料与工程专业教学指导分委员会委员教育部高分子材料与工程专业教学指导分委员会委员(7) 教育部教育部“材料科学与工程基础材料科学与工

30、程基础”国家精品课程骨干教师国家精品课程骨干教师(8) 中国医药生物技术协会纳米生物技术分会委员中国医药生物技术协会纳米生物技术分会委员3. 学术兼职：学术兼职：本人应邀担任：本人应邀担任： (9) 中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会会员中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会会员(10) 中国毒理学会会员中国毒理学会会员(11) 湖北省湖北省“新世纪高层次人才工程新世纪高层次人才工程”第一层次人才第一层次人才(12) 湖北省学位论文评审专家湖北省学位论文评审专家(13) 武汉市科学技术局评审专家武汉市科学技术局评审专家(14) 国土资源湖北安全卫生科学研究院专家国土资源湖北安全卫生科学研究院专

31、家(15) 共青团湖北省青年联合会委员共青团湖北省青年联合会委员(16) 湖北省青年科技工作者协会会员湖北省青年科技工作者协会会员(17) 湖北省留学人员联谊会会员湖北省留学人员联谊会会员(18) 湖北省高级专家协会海外高层次专家分会会员湖北省高级专家协会海外高层次专家分会会员4. 承担的科研课题：承担的科研课题：20余项余项（1）国家自然科学基金项目）国家自然科学基金项目 （2项）项）（2）教育部教育部“新世纪优秀人才支持计划新世纪优秀人才支持计划”项目；教育部留学项目；教育部留学回国人员科研启动基金；回国人员科研启动基金；（3）国家高技术研究发展计划（）国家高技术研究发展计划（863计划）

32、项目；计划）项目； （4）湖北省自然科学基金项目；省自然科学重点基金湖北省自然科学基金项目；省自然科学重点基金-创新群创新群体项目体项目; 省科技攻关计划项目；湖北省国际科技合作项目；省科技攻关计划项目；湖北省国际科技合作项目；（5）湖北省）湖北省“楚天学者计划楚天学者计划”特聘教授科研启动基金；湖北特聘教授科研启动基金；湖北省教育厅科研计划重大项目；湖北省教育厅教学研究重点项目省教育厅科研计划重大项目；湖北省教育厅教学研究重点项目；（6）武汉市科技攻关计划项目；企业横向项目；武汉市科技攻关计划项目；企业横向项目；（7）澳大利亚教育、科学与培训部）澳大利亚教育、科学与培训部“2007年澳大利亚

33、奋斗研年澳大利亚奋斗研究奖究奖”基金；澳大利亚研究理事会基金；澳大利亚研究理事会(Australian Research Council) 科研基金项目；新加坡科技研究总局科研基金项目；新加坡科技研究总局(Agency for Science, Technology and Research)基金资助项目；基金资助项目；（8）中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室基金国家重点实验室基金 。 6. 研究生培养：研究生培养：（1）在）在“材料学材料学”学科方向招生培养工科硕、学科方向招生培养工科硕、博博士研究生；士研究生；（2

34、）在）在“高分子化学与物理高分子化学与物理”学科方向招生培养理科硕、学科方向招生培养理科硕、博博士研究生；士研究生；（3）与澳大利亚）与澳大利亚Queensland University of Technology（昆士（昆士兰理工大学）物理与化学科学学院在兰理工大学）物理与化学科学学院在“靶向性抗癌药物和肿瘤靶向性抗癌药物和肿瘤诊断剂的合成与性能诊断剂的合成与性能”方向联合招生培养博士研究生。方向联合招生培养博士研究生。 2011届毕业研究生与教师合影留念届毕业研究生与教师合影留念2007-2010届毕业研究生届毕业研究生梅黎黎梅黎黎王晓燕王晓燕艾朝武艾朝武陈陈 辉辉陆陆 科科李李 贞贞 彭

35、彭 磊磊刘刘 艳艳徐徐 伟伟张静雅张静雅宗荣锋宗荣锋陈小慧陈小慧邹头君邹头君周周 鑫鑫韩韩 林林王王 浩浩刘刘 凡凡李忠梅李忠梅湖北省教育厅湖北省教育厅武汉工程大学武汉工程大学武汉协和医院武汉协和医院 国家教育部生物医用高分子材料重点研究实验室国家教育部生物医用高分子材料重点研究实验室（武汉大学）武汉大学）武汉大学药学院、生命科学院、化学与分子科学学院武汉大学药学院、生命科学院、化学与分子科学学院 ACKNOWLEDGEMENTS Hermann Staudinger : 把把“高分子高分子”这个概念引进科学领域，这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（并确立了高分子

36、溶液的粘度与分子量之间的关系（19531953年诺年诺贝尔奖）。贝尔奖）。Carothers : 建立缩聚反应理论。建立缩聚反应理论。Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺年诺贝尔奖）贝尔奖）Paul J. Flory : 聚合聚合反应反应原理、高分子物理性质与结构的关系原理、高分子物理性质与结构的关系（1974年诺贝尔奖）。年诺贝尔奖）。Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：对：对导电聚合物的发现和发展（导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。年

37、诺贝尔奖）。1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史高分子与低分子化合物的主要区别高分子与低分子化合物的主要区别 1. 1. 分子量很大；分子量很大；high molecular weight,high molecular weight, 聚合物一般有固、液态，但不具备气态聚合物一般有固、液态，但不具备气态高分子高分子: polymer, macromolecule, 2. 高分子化合物是分散的；高分子化合物是分散的；complex 不是单一分子量的化合物，不能通过常规的蒸馏、重结不是单一分子量的化合物，不能通过常规的蒸馏、重结 晶来纯化；高分子化合物是具有各种各样分子量的同系物晶来纯

38、化；高分子化合物是具有各种各样分子量的同系物 的混合物，各种方法测定的分子量是平均值的混合物，各种方法测定的分子量是平均值3. 3. 高分子是非常长的分子，链之间互相缠绕；高分子是非常长的分子，链之间互相缠绕；long chainlong chain4. 高分子一般难溶，甚至不溶。高分子一般难溶，甚至不溶。 一般先溶胀，溶液粘度高一般先溶胀，溶液粘度高高分子结构特征高分子结构特征1. 1. 巨大的分子量，巨大的分子量，10000-100000010000-1000000；2. 高分子链的几何形状可分为线型、支链型或交联成网状高分子链的几何形状可分为线型、支链型或交联成网状和体型结构；和体型结构

39、；3. 3. 高聚物由许多高分子链与链聚集而成，聚集态结构可分高聚物由许多高分子链与链聚集而成，聚集态结构可分为无定形态、结晶形态和半结晶形态；为无定形态、结晶形态和半结晶形态；4. 聚合物微结构包括结构单元的结构、相互连接的序列结聚合物微结构包括结构单元的结构、相互连接的序列结构和在空间排列的立体异构；构和在空间排列的立体异构；5. 5. 聚合物材料的组成中，一般总是混有其它添加剂，形成聚合物材料的组成中，一般总是混有其它添加剂，形成更复杂的结构。更复杂的结构。高高 分分 子子 科科 学学高高 分分 子子 化化 学学研究聚合反应和高分子化学反应原理，研究聚合反应和高分子化学反应原理，选择原料

40、、确定路线、寻找催化剂、选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。制订合成工艺等。研究聚合物的结构与性能的关系，为设研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。是沟通合成与应用的桥梁。高高 分分 子子 物物 理理高高 分分 子子 加加 工工研究聚合物加工成型的原理与工艺。研究聚合物加工成型的原理与工艺。 高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和

41、力学等学科的基础上逐渐发展而成的一门新兴学科。础上逐渐发展而成的一门新兴学科。1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史制制 约约 因因 素素解解 决决 途途 径径（1）延长使用寿命：减少废弃）延长使用寿命：减少废弃（2）回收利用：低性能应用；降解）回收利用：低性能应用；降解（3）自然降解：自然分解回归自然）自然降解：自然分解回归自然：高分子制品废弃后对：高分子制品废弃后对环境的污染环境的污染: 白色污染、黑色污染白色污染、黑色污染“在人类历史上在人类历史上, ,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对人类社会做出如此巨大的贡献人类社会做出如此巨大的贡

42、献. .”1.1 高高 分分 子子 科科 学学 简简 史史高高 分分 子子也叫也叫聚合物分子聚合物分子或或大分子大分子，具有，具有高的相对分子量高的相对分子量，其结，其结构必须是由多个构必须是由多个重复单元重复单元所组成，并且这些重复单元实所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。Polymer molecule, Macromolecule根据根据IUPAC1996IUPAC1996年之建议：年之建议：Excerpt from Pure Appl. Chem. 1996, 68, 2287 - 2311 聚氯乙烯聚氯乙烯CH2-CH

43、 CH2-CH CH2-CHClClCl1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念高高 分分 子子小小 分分 子子聚聚 合合 反反 应应Polymerization单单 体体能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。的小分子。高分子化合物高分子化合物Polymeric SubstanceMonomer或称或称聚合物聚合物，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的物质。物质。1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念链链 原原 子子Chain Atoms构成高分子主链骨架的单个原子。构成

44、高分子主链骨架的单个原子。链链 单单 元元Chain Units由链原子及其取代基组成的原子或原子团。由链原子及其取代基组成的原子或原子团。聚丙烯聚丙烯CCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚乙二醇聚乙二醇CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHOCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。个或多个链单元。重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。重复组成高分子分子结

45、构的最小的结构单元。结结 构构 单单 元元Constitutional Unit重重 复复 结结 构构 单单 元元Constitutional Repeating Unit, CRUCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3HCH2CHCH3()n1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念每个聚合物每个聚合物分子所含单体单元的数目。分子所含单体单元的数目。聚聚 合合 度度Degree of Polymerization，DP聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。单单 体体

46、单单 元元Monomer(ic) Unit, merCOCOOCH2CH2O()nCOCOHOOH+HOCH2CH2OHCOCOOCH2CH2OHHOCOCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2O 聚合物聚合物 单单 体体 单体单元单体单元 聚合度聚合度2n聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸乙二酯，涤纶，涤纶，PETn1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念含有含有反应性反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。末端基团、能进一步聚合的高分子。遥遥 爪爪 高高 分分 子子Telechelic Polymers 高分子链的末端结构单元。高分子链的末端结构单元。末末 端端 基基 团团End G

47、roupsHO COCOOCH2CH2OCOCOOCH2CH2OHCH3CH2-(CH2CH2)n-CH2CH3聚乙烯：聚乙烯：涤纶：涤纶：1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念n H2N-R-NH2+n HOOC-R-COOH(2n-1) H2O+缩聚反应HOOCRCO-(HNRNH-OCRCO)n-1-HNRNH2末端基团重复结构单元重复结构单元数单体单元HNRNH-OCRCO- -HNRNH-OCRCO- -HNRNH-OCRCO -(HNRNH-OCRCO)n-1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念由一种（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。由一种（真实的

48、、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。 如：如：均均 聚聚 物物Homopolymer氯乙烯单体氯乙烯单体由对苯二甲酸和乙二醇反应由对苯二甲酸和乙二醇反应生成的生成的“隐含单体隐含单体”：HOOC-Ph-COOCH2CH2OH“假设单体假设单体”：乙烯醇：乙烯醇CH2CHClCOCOOCH2CH2OCH2CHOH1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念两种单体两种单体二元共聚物二元共聚物三种单体三种单体三元共聚物三元共聚物由一种以上（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚由一种以上（真实的、隐含的或假设的）单体聚合而成的聚合物。生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。合物。生成共聚物的聚

49、合反应称为共聚反应。共共 聚聚 物物Copolymer判别均聚物判别均聚物：聚合物分子有且只有一种聚合物分子有且只有一种CRUCRU，并且该并且该CRUCRU可以只可以只由一种（真实的、隐含的或假设的）由一种（真实的、隐含的或假设的）单体衍生而来。单体衍生而来。.1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念HOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-隐含单体隐含单体HOOC-Ph-COOCH2CH2OHHOOC-Ph-COOHHOCH2CH2OHHO(CH2)3OH-(OC-Ph-COOCH2CH2O)n-(OC-Ph-COOCH2CH2CH2O)

50、m-HO-(CH2)5COOHHOCH2COOH-O(CH2)5COm-OCH2COn-共聚物共聚物共聚物共聚物均聚物均聚物CH2=CH2CH2=CHCH3假设假设交替共聚物交替共聚物CH2CH2-CH2CHCH3()n1.2 高高 分分 子子 基基 本本 概概 念念来来 源源天然高分子天然高分子：自然界天然存在的高分子。：自然界天然存在的高分子。半天然高分子半天然高分子：经化学改性后的天然高分子。经化学改性后的天然高分子。主链元素主链元素（链原子）（链原子）组成组成碳链高分子碳链高分子：主链（链原子）完全由主链（链原子）完全由C C原子组成。原子组成。杂链高分子杂链高分子：链原子除链原子除C

51、外，还含外，还含O,N,S等杂原子。等杂原子。元素有机高分子元素有机高分子：链原子由链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组等杂原子组成。成。合成高分子合成高分子：由单体聚合人工合成的高分子。由单体聚合人工合成的高分子。1.3 高高 分分 子子 的的 分分 类类碳链高分子碳链高分子杂链高分子杂链高分子元素有机高分子元素有机高分子CHHCHHCHHCHHCHHCHHCCHHCH3HCHHCCH3HCHHCCH3H聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯CHHCHHO CHHCHHO CHHCHHO聚乙二醇聚乙二醇NHCHHCHHCHHCHHCHHCO尼龙尼龙6聚二甲基硅氧烷聚二甲基硅氧烷SiCH3CH3

52、OSiCH3CH3SiCH3CH3O1.3 高高 分分 子子 的的 分分 类类性性 质质 和和 用用 途途塑塑 料料纤纤 维维橡橡 胶胶涂涂 料料胶粘剂胶粘剂功能高分子功能高分子以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填以聚合物为基础，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。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。具有可逆形变的高弹性材料。纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的100倍。倍。1.3 高高 分分 子子 的的 分分 类类塑塑 料、料、纤维与纤维与橡胶的差别橡胶的差别:塑料（塑料（Plastics）：）：

53、常温下有一定形状，强度较大，受力后能发生一定形变常温下有一定形状，强度较大，受力后能发生一定形变（一般为百分之几）的聚合物。按聚合物受热行为，可分为热塑性和热固性。（一般为百分之几）的聚合物。按聚合物受热行为，可分为热塑性和热固性。热塑性聚合物（热塑性聚合物（Thermoplastics）受热时可以软化和流动，并可以反复塑化成）受热时可以软化和流动，并可以反复塑化成型。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。热固性树脂（型。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯。热固性树脂（Thermosets）是指经加）是指经加热成型固化后，再加热不能熔化的聚合物。如酚醛树脂、环氧树脂。热成型固化后，再加热不能熔化的聚合物。如

54、酚醛树脂、环氧树脂。纤维纤维（Fibre） ： 在在常温下分子的轴向（即沿分子主链的方向）强度很大，常温下分子的轴向（即沿分子主链的方向）强度很大，受力后形变较小（一般为百分之几至百分之二十），在较广的温度范围内（受力后形变较小（一般为百分之几至百分之二十），在较广的温度范围内（-500C 1500C ）机械性能变化不大的聚合物。主要有聚酰胺纤维（锦伦）、聚）机械性能变化不大的聚合物。主要有聚酰胺纤维（锦伦）、聚酯纤维（涤伦）、聚氨酯纤维（氨伦）、聚丙烯氰（氰伦）、聚氯乙烯纤维酯纤维（涤伦）、聚氨酯纤维（氨伦）、聚丙烯氰（氰伦）、聚氯乙烯纤维（氯伦）、聚乙烯醇缩甲醛纤维（维伦）等。（氯伦）、聚

55、乙烯醇缩甲醛纤维（维伦）等。橡胶（橡胶（Rubbers） ： 在常温下具有高弹性，即使受到很小的外力，形变可达在常温下具有高弹性，即使受到很小的外力，形变可达1010倍以上，去外力后又恢复原状的聚合物，也就是说具有可逆形变的高弹性倍以上，去外力后又恢复原状的聚合物，也就是说具有可逆形变的高弹性聚合物。例如天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶，还有一些特种合聚合物。例如天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶，还有一些特种合成橡胶如丁氰橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醇橡胶，有时把未经硫化的称为生成橡胶如丁氰橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醇橡胶，有时把未经硫化的称为生橡胶。橡胶。 以上三类聚合物很难严格区分，

56、根据使用要求不同，可用不同的加工方式制以上三类聚合物很难严格区分，根据使用要求不同，可用不同的加工方式制成不同的种类。成不同的种类。I. I. 习习 惯惯 命命 名名 法法天然高分子天然高分子一般有与其来源、化学性能与作用、主要用途相关的专一般有与其来源、化学性能与作用、主要用途相关的专用名称。如纤维素（来源）、核酸（来源与化学性能）、用名称。如纤维素（来源）、核酸（来源与化学性能）、酶（化学作用）。酶（化学作用）。合成高分子合成高分子（1）由一种单体合成的高分子由一种单体合成的高分子：“聚聚”+ + 单体名称单体名称 如聚氯乙烯、聚乙烯等如聚氯乙烯、聚乙烯等1.4 高高 分分 子子 的的 命

57、命 名名（2）由两种单体通过缩聚反应合成的高分子由两种单体通过缩聚反应合成的高分子：表明或不表明：表明或不表明产物类型产物类型表明产物类型表明产物类型：“聚聚”+ + 两单体生成的产物名称两单体生成的产物名称，如，如对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫“聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯”己二酸和己二胺的缩聚产物叫己二酸和己二胺的缩聚产物叫“聚己二酸己二胺聚己二酸己二胺”不表明产物类型不表明产物类型：两单体名称或简称加后缀两单体名称或简称加后缀“树脂树脂”，如，如 苯酚和甲醛的缩聚产物叫苯酚和甲醛的缩聚产物叫“酚醛树脂酚醛树脂” 尿素和甲醛的缩聚产物叫尿素和甲醛的缩聚

58、产物叫“脲醛树脂脲醛树脂”1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名（3）由由两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物： 两单体名称或简称之间两单体名称或简称之间 +“-”+“+“-”+“共聚物共聚物”：如：如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫“乙烯乙烯- -乙酸乙烯酯共聚物乙酸乙烯酯共聚物”（4） “聚聚”+ +高分子主链结构中的特征功能团高分子主链结构中的特征功能团： 指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：指的是一类的高分子，而非单种高分子，如： 聚酯聚酯： HO COCOOCH2CH2O H()n聚酰胺聚酰胺：HN(CH2)6HNH

59、CO(CH2)4CO OHn1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名II. IUPACII. IUPAC系统命名法系统命名法(1) (1) 确定重复结构单元；确定重复结构单元；(2) (2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元循序按规定排出重复结构单元中的二级单元循序：规定：规定主链上带取代基的主链上带取代基的C C原子写在前，含原子最少的基团先写原子写在前，含原子最少的基团先写；(3) (3) 给重复结构单元命名：给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的按小分子有机化合物的IUPACIUPAC命名规则给重复结构单元命名命名规则给重复结构单元命名；(4) (4) 给重复结构单元的命名加括弧，

60、并冠以前缀给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚聚”。1.4 高高 分分 子子 的的 命命 名名括弧必不可少括弧必不可少重复结构单元为：重复结构单元为：11-1-氯代撑乙基氯代撑乙基（ ）聚聚OCH2CH2氧化氧化撑乙基撑乙基（ ）聚聚Poly(1-chloroethylene)Poly(1-chloroethylene)Ethylene: (1) CHEthylene: (1) CH2 2=CH=CH2 2, , 乙烯；（乙烯；（2 2）-CH-CH2 2-CH-CH2 2-, 1,2-, 1,2-亚乙基，撑乙基亚乙基，撑乙基举举 例例CHHCClHCHHCClHCHHCClHCHHCClH1.4 高高 分分 子子