材料化学 课件 -第十一章 高分子材料与制备-第1节-高分子基本概念

高等材料化学第十一章：高分子材料与制备高分子材料制备高分子基本概念高分子命名与分类高分子发展历史

高分子聚合反应逐步聚合

连锁聚合

活性聚合简介聚合实施方法

高分子材料分析与表征3目录高分子基本概念4高分子材料与现代生活密不可分高分子基本概念5高分子化合物，又称高分子聚合物，简称高分子（polymer），一般是指一种由多种原子通过共价键连接而成的相对分子质量很大的化合物。也称：大分子（Macromolecule）、高聚物（Highpolymer）等聚合反应小分子Polymerization高分子

化合物单体Monomer什么是高分子？高分子基本概念6单体(monomer)：能够形成聚合物的小分子化合物。烯烃环状化合物多官能团化合物高分子基本概念7i.结构单元（structureunit），

由一种单体分子通过聚合进入重复单元的部分。ii.重复单元（repeatingunit），

高分子链中可重复的最小单位。重复单元结构单元结构单元重复单元结构单元结构单元≠重复单元结构单元=重复单元描述高分子结构的术语高分子基本概念8聚合度（DegreeofPolymerization）：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，也称为链节数。聚合度有两种表示法：1.以重复单元数目表示，记作2.以结构单元数目表示，记作重复单元结构单元结构单元描述高分子结构的术语高分子基本概念9端基:连接在主链两端上的原子或原子团主链:贯穿整个大分子的分子链侧链:连接在主链上具有足够长度的链侧基:连接在主链上除氢原子以外的原子或原子团mainchainsidechainsidegroupendgroupXBAYXY描述高分子链结构的常用术语高分子基本概念10高分子材料特点一：相对分子量大（通常103/104-106）塑料

分子量

纤维

分子量橡胶

分子量

低压聚乙烯6～30涤纶1.8～2.3天然橡胶20～40聚氯乙烯5～15尼龙-661.2～1.8丁苯橡胶15～20聚苯乙烯10～30维尼纶6～7.5顺丁烯胶25～30常用的聚合物的分子量（万）超高分子量聚乙烯（UHMWPE），分子量超过150万直链聚合物。高分子基本概念11聚合物机械强度—分子量关系综合考虑机械物料性能和成型加工性能，确定合成高分子的分子量。AB尼龙40150纤维素60250不同高分子初具强度的聚合度和临界点的聚合度不同低分子量的化合物：气体、液体或脆性固体聚合物--作为结构材料，必须具有优良的机械性能。只有分子量很高的聚合物才具有高的机械强度，所以分子量是聚合物的最重要结构指标之一。A点：最低聚合度，低于此值时，聚合物完全没有强度，许多乙烯类聚合物在100以上。当超过此值时，强度急剧上升，达到临界点B后，强度上升又变缓慢。B点：临界聚合度，许多乙烯类聚合物约为400以上高分子基本概念12高分子材料特点二：共价键连接聚氯乙烯（PVC）一般包括：单键：共用1对电子，以“－”表示，如C－C、C－O等，如PVC双键：共用2对电子，以“＝”表示，如C＝C等，如：丁苯橡胶高分子基本概念13高分子材料特点三：组成简单、结构有规尽管高分子种类繁多，但是组成高分子的元素非常有限，以C、H、O、N四种最为普遍，S、Cl、F、Si也存在于一些高分子中聚酰胺：聚噻吩衍生物：聚二甲基硅氧烷：高分子的主链多由重复结构单元以共价键形式相连接聚乙烯：高分子基本概念14高分子材料特点四：分子形态多样（长链线型,三维网状,星型等）绝大多数聚合物呈长链线型，因此有“分子链”之称。线形支化交联超支化树枝状梳形星形高分子基本概念15高分子特点五：相对分子质量具有多分散性聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复(结构)单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性（polydispersity）。聚合物的分子量及分子量分布平均分子量高分子基本概念16高分子分子量不是一个确定的值，而是统计计算平均值！！！数均分子量重均分子量其他：粘均分子量（Mη）等∑niMi

Mn=∑NiMi==w/n∑ni∑wiMi∑niMi

2

Mw=∑WiMi==∑wi∑niMiWi=wi/wwi=niMi按质量统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子所占的重量分数Wi与其分子量Mi的乘积的总和，以Mw表示。按分子数统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子的数量分数Ni与其分子量Mi乘积的总和,以Mn以表示。高分子基本概念17分子量分布（MolecularWeightDistribut