复试高分子化学版总结1.xulun-review and development

1、roduction第一章诸论总结基本要求1、掌握高分子化学的基本概念。2、对重要的相关概念进行辨析。3、掌握聚合物的分类与命名。4、正确写出常用聚合物的名称、分子式、聚合反应式。第一章诸论总结基本概念单体、高分子、大分子、聚合物、低聚物（齐聚物）结构单元、重复单元、单体单元、链节主链、侧链、侧基聚合度、相对分子质量、相对分子质量分布等加聚反应、缩聚反应、加聚物、缩聚物、连锁聚合、逐步聚合第一章诸论总结基本概念一、高分子化学研究高分子化合物和反应的一门科学由小分子化合物经过聚合反应形成高分子化合物的过程苯乙烯聚苯乙烯 反应以高分子化合物为反应物进行的化学反应聚乙烯醇聚乙烯醇缩例例第一章诸论总结基

2、本概念二、高分子化合物聚合物（polymer）高聚物（high polymer）大分子（macromolecule）生物大分子（biological macromolecule）由许多结构相同的、简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物。高分子化合物聚合物第一章诸论总结基本概念三、单体、分子式、反应式 CH2 CH nn CH2=CHCNCN结构单元单体单元重复单元链 节聚合度Xn= DPMn = nMo= 53n聚合物分子式（PAN）单体（AN）第一章诸论总结基本概念n HOOCCOOH + n HOCH2CH2OH HO OCCOOCH2CH2O n H + (2n-1)

3、H2O重复单元（链节）结构单元结构单元聚合度Xn= 2n = 2DPMn = nMo= 192n聚合物分子式（PET）单体（对苯二甲酸 + 乙二醇）第一章诸论总结基本概念四、大分子链主链-侧链-侧基-第一章诸论总结基本概念五、聚合物命名HO OCCOO(CH2)2O nH高分子化学命名原则聚对苯二甲酸乙二酯聚（氧亚乙基氧对苯二甲酸）系统命名法国际标准：似基础命名法、有机命名聚（氧化乙烯氧化对苯二甲酰）聚合物结构特征命名聚酯商品名、俗名涤纶英文缩写命名PET用法：使用广泛，简捷，含糊用法：使用广泛，通俗，不规范用法：简单，指某一大类聚合物中国国标：来源命名法和基础命名法例第一章诸论总结聚合反应一

4、、Carothers法 借用有机化学加成和缩合反应概念 加聚（加成聚合）n CH2=CH CH2 CH nCONH2CONH2 缩聚（缩合聚合）n HOOCCOOH + n HO(CH2)4OH HO OCCOO(CH2)4O nH + (2n-1)H2O特点：每一步均为缩合反应有小分子析出特点：每一步均为加成反应无小分子析出第一章诸论总结聚合反应二、Flory法 以反应机理和动力学为依据 连锁聚合n CH2=CH CH2 CH nCONH2CONH2XnC%C%t聚合场所活性中心:单体:第一章诸论总结聚合反应 逐步聚合n HOOCCOOH + n HO(CH2)4OH OCCOO(CH2)4

5、O nHO H+ (2n-1)H2OXnC%tC%聚合场所单体:市精品课程（2003）（2005）国家精品课程Http:/教务处精品课程高分子化学高分子化学参考书适合将英、中版本对照看。高分子化学复旦大学高分子科学系集体编写 1995年复旦大学适合理科学生Principles of Polymerization G.Odian著（美）， 1970年第一版，1981年第二版。九十年代初第三版，2004年第四版。 1987年由科学（第二版）的中译本。知识框架油化工煤化工高 分 子 科 学知识框架政治、体育、外语、计算机、高等数学、线性代数、机械工程基础、机械制图、应用电工学分析化学无机化学物 理物

6、理化学有机化学材料力学流体力学.化学工程.高 分 子 化 学仪器分析高 分 子 物 理聚合反应工程高分子工程聚合物成型加工循环利用制品高分子化合物小分子化合物石油、天燃气、煤形 态 形 状分 子 结 构使用性能专业第一章诸论拓展发展历史一、十九世纪之前：天然高分子的加工利用- 蛋白质、淀粉、棉、毛、丝、麻、造纸、油漆、虫胶等二、十九世纪中叶：天然高分子的化学改性- 1838- 1845- 1868- 1889- 1900C.N.Goodyear C.F.Schobein J.W.Hyatt天然橡胶硫化硝化硝化建成最早的人造丝工厂英国建成年产1000t粘胶工厂三、二十世纪初叶：高分子工业和科学的

7、创立的准备时期- 1907- 1911- 1914- 1925- 1928L.Backeland橡胶酚醛树脂醋酸和醋酸乙烯工业化聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯四、二十世纪3040年代：高分子工业和科学的创立时期：PVC(1931)、PS(1934)、LDPE(1939)、ABS (1948)橡胶：氯丁胶(1931)、丁基胶(1940)、丁苯胶(1940)：PVC(1931)、尼龙-66(1938)、PET(1941)、维纶（1948）第一章诸论拓展发展历史五、二十世纪50年代：现代高分子工业确立、高分子化学大发展时期- HDPE （195355）、PP（195557）、BR（1959）、PC（19

8、57）- 石油化工产品的80%用于高分子工业-以两倍于钢铁的速率增长（1215% / 年）六、二十世纪60年代：高分子物理大发展时期通用工程：PE、PP、PVC、PS (80%)、PF、UF、PU、 UP（20%）：ABS、PA、PC、PPO、POM、PBT、-橡胶：丁苯胶、顺丁胶、乙丙胶、异戊胶、丁基胶、丁腈胶：PET、PAN、PP、PVA、nylon七、二十世纪70年代：高分子工程科学大发展时期生产的高效化、自动化、大型化：高分子合金，如HIPS6000万t、橡胶700万t、化纤6000万t- 高分子复合材料，如碳增强复合材料八、二十世纪末期：高分子科学的扩展与深化- 三大材料产量超过10

9、亿t，其中8500万t，以体积计超过钢铁的产量- 精细高分子、功能高分子、生物医学高分子第一章诸论拓展发展原因一、科学发现 高分子科学的确立* 1833年，Berzius在对鲸油的热镏油的分镏产物时，首次提出“要描述这种组成相同但性质相异的物质，建议称为Polymer（聚合的）物质”* 1892年，Tilden对天然橡胶裂解成分进行分离、分析，确定了异戊二烯结构式素是由小分子堆集而成，还是由糖基通过共价键联结，提出“的物理性质显示出素是高分子量的物* 1907年，Ostwald提出分子胶体概念，并于1920年胶体化学* 1920年，Staudinger论聚合，提出无论天然或特性都可以由具有共价

10、键连接的链式高分子结构* 1924年，Svedberg发明出超速离心机，用于血红蛋白分子量的测定* 1932年， Staudinger高分子有机化合物，现代高分子概念获得公认高分子，其形态和来解释* 1904年，Green针对而成的质”实例第一章诸论拓展发展原因瑞典人，物理化学家。研究胶体分子的提纯和分离技术，特别是对蛋白质的研究。1924年发明了超速离心机，用于蛋白质分子测定，并从沉降常数和扩散系数获得血红蛋白的分子量。Svedberg 的工作为高分子化学的建立创造了实验条件。1926年因发速离心机并用于高分散胶体化学研究获化学奖T.Svedberg（ 18841971）第一章诸论拓展发展原

11、因德国人，1903年在 Halla大学完成博士论文。毕业后在多所大学任教。早期研究有机化学，后转天然有机物的结构研究。1920年，在德国化学会志上首次提出高分子的概念。划时代的文章论聚合,1932年，的诞生。专著高分子有机化合物，标志着高分子化学1953年因“链状大分子物质的发现”获化学奖H.Staudinger（ 18811965）第一章诸论拓展发展原因？高物伟人的足迹：高分子化学发展展望生物高分子功能高分子P.G.de Geenes液晶高分子(1991)P.J.Flory 高分子溶液 (1974)维特里希/一生物高分子(2002)MacDiarmid/Heeger/导电高分子(200英树0

12、)高化K.Ziegler 和 G.Natta Cat. 配位聚合(1963)分子学说创立(1926、1953) 第一章诸论拓展发展原因二、人类需求* 二次* 1942.8中珍珠港事件后，天然橡胶来源中断任命 B.M.Baruch（金融家）J.B.Conat（哈佛大学校长、化学家）pton（麻省理工大学校长、物理学家）组成橡胶* 1942.9：“如果不能保证迅速提供大量的橡胶，那么提出的战。”争力量和国内经济两者都会，因此，橡胶升级为最紧急*投资7亿，利用德国技术，两年内建起51个生产原料和橡胶的工厂，“曼哈顿工程”的第二大工程成为仅次于发展719.4 670.3 800 700 600 500

13、 400 300 200 100 0德国182.3 94.2 65.9 110.6 97.5 0.23 3.7 31944 1945 乳聚丁苯橡胶的开发实例第一章诸论拓展发展原因高分子材料为国民经济发展提供了广泛坚实的基础第一章诸论拓展发展原因者号哥伦比亚号壮志未酬身先死，一腔热血洒太空例第一章诸论拓展发展原因三、原料丰富石油 路 线 石油气 石油分镏煤油柴油柴油粗柴油渣油重煤油减压分镏汽提常压分镏石油油品沸点范围 0C碳原子数用途石油气40 以下C1C4、化工原料50180C4C11溶剂、内燃机、化工原料煤油140300C10C18航空、柴油200350C11C20柴油机渣油350 以上加热

14、第一章诸论拓展发展原因 石油裂解生产烯烃乙烯（25%）液态烃（100%）水蒸气裂解、塔底油生产芳烃C8 混合物芳烃苯甲苯石溶分镏塔分镏塔分镏塔溶剂萃取塔脑油剂分镏塔芳烃、溶剂C4混合物（12%）丙烯（17%）脱C3H8脱H2、CH4、C2H6急冷裂解炉第一章诸论拓展发展原因煤 炭 原 料 路 线煤气氨煤焦油焦炭煤炭25003000 0C3C + CaOCaC2 + COCaC2 + 2H2OCa(OH)2 + CHCH干 镏乙炔分离苯、甲苯、二甲苯萘、蒽苯酚、甲苯酚第一章诸论拓展发展原因 天然原料CH - CH糠醛：CHC - CHO可由稻草、米糠、棉籽壳等制得OCH2OH素：可由天然植物中制

15、得 O HHOHOHOHCH2OHOH第一章诸论拓展发展原因四、高分子的循环利用化学循环物理循环能量回收热、蒸汽、电废弃物应用加工原料第一章诸论拓展中国现状一、原 料世界石油储量总储量约 78109 t（1 t = 7.3桶）OPEC，中东OPEC，其它前13%54%10%英国中国其它5%2%13%3%第一章诸论拓展中国现状二、工业发展的总产量不到200t，成立时，均为空白。橡胶与开发： 50年代 大型聚氯乙烯树脂工厂70年代 大型工厂80年代 适应于高速纺丝的聚丙烯90年代 大型热塑性弹性体SBS工厂引进技术（至90年）：橡胶品种 4 个：氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯胶乳生产能力18万t/a品种 5 个：尼龙-6、尼龙-66、聚酯、聚丙烯腈、生产能力158万t/a品种10个：PS、HIPS、LDPE、HDPE、LLDPE等生产能力201万t/a第一章诸论拓展中国现状2004年中国主要石油化工产品规模及世界产品名称消 费 量世界世界合计/万T中国合计/万T中国占世界比例%原油加工374,000.0029,182.707.8