高分子化學(xué)復(fù)習(xí)筆記

1、第 1 頁第一章 緒論1.1 1.1 高分子的基本概念 高分子的基本概念, 特點(diǎn) 特點(diǎn)單體 單體：能通過相互反應(yīng)生成高分子的化合物。高分子或聚合物 高分子或聚合物：由很多結(jié)構(gòu)和組成相同的單元相互鍵連而成的相對分子質(zhì)量在 10000 以上的化合物。相對分子質(zhì)量低于 1000 的稱為低分子。相對分子質(zhì)量介于高分子和低分子之間的稱為低聚物（又名齊聚物） 。相對分子質(zhì)量大于1 000 000 的稱為超高相對分子質(zhì)量聚合物。主鏈 主鏈：構(gòu)成高分

2、子骨架結(jié)構(gòu)，以化學(xué)鍵結(jié)合的原子集合。側(cè)鏈或側(cè)基 側(cè)鏈或側(cè)基：連接在主鏈原子上的原子或原子集合，又稱支鏈。支鏈可以較小，稱為側(cè)基；也可以較大，稱為側(cè)鏈。聚合反應(yīng) 聚合反應(yīng):由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱做~.重復(fù)單元 重復(fù)單元：聚合物中組成和結(jié)構(gòu)相同的最小單位稱為~，又稱為鏈節(jié)。結(jié)構(gòu)單元 結(jié)構(gòu)單元：構(gòu)成高分子鏈并確定高分子性質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)單位稱為~單體單元 單體單元：聚合物中具有及單體的化學(xué)組成相同而鍵合的電子狀態(tài)不同的單元稱為~。連鎖聚合

3、（ 連鎖聚合（ ）： ）：活性中心引發(fā)單體，快速連鎖增長的聚合。烯類單體的加聚反應(yīng)大部分屬于連鎖聚合。連鎖聚合需活性中心，依據(jù)活性中心的不同可分為自由基聚合, 陽離子聚合和陰離子聚合。 逐步聚合（ 逐步聚合（ ）： ）：無活性中心，單體官能團(tuán)之間相互反應(yīng)而逐步增長。絕大多數(shù)縮聚反應(yīng)都屬于逐步聚合。加聚反應(yīng)（ 加聚反應(yīng)（ ）： ）：即加成聚合反應(yīng)， 烯類單體經(jīng)加成而聚合起來的反應(yīng)。加聚反應(yīng)無副產(chǎn)物。 縮聚反應(yīng)（ 縮聚反應(yīng)（ ）： ）：即

4、縮合聚合反應(yīng)，單體經(jīng)多次縮合而聚合成大分子的反應(yīng)。該反應(yīng)常伴隨著小分子的生成。 聚合反應(yīng) 聚合反應(yīng) () ()：由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)。線型聚合物 線型聚合物:指很多重復(fù)單元在一個連續(xù)長度上連接而成的高分子.熱塑性塑料 熱塑性塑料( )：是線型可支鏈型聚合物，受熱即軟化或熔融，冷卻即固化定型，這一過程可反復(fù)進(jìn)行。聚苯乙烯（）, 聚氯乙烯（）, 聚乙烯（）等均屬于此類。熱固性塑料 熱固性塑料( )：在加工過程中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，再

5、加熱也不軟化和熔融。酚醛樹脂, 環(huán)氧樹脂, 脲醛樹脂等均屬于此類。1.2 1.2 高分子化合物的分類 高分子化合物的分類1) 按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類：可分為：①碳鏈聚合物（ 碳鏈聚合物（ ）： ）：大分子主鏈完全由碳原子組成的聚合物。②雜鏈聚合 雜鏈聚合物（ 物（ ）： ）：聚合物的大分子主鏈中除了碳原子外，還有氧, 氮，硫等雜原子。③元素有機(jī)聚合物 元素有機(jī)聚合物 ( ) ：聚合物的大分子主鏈中沒有碳原子孫，主要由硅, 硼,

6、 鋁和氧, 氮, 硫, 磷等原子組成。④無機(jī)高分子（ 無機(jī)高分子（ ）： ）：主鏈及側(cè)鏈均無碳原子的高分子。 2）按用途分可分為：塑料, 橡膠, 纖維三大類，假如再加上涂料, 粘合劑和功能高分子則為六大類。塑料 塑料（）： （）：具有塑性行為的材料，所謂塑性是指受外力作用時，發(fā)生形變，外力取消后，仍能保持受力時的狀態(tài)。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力能發(fā)生肯定形變。軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維。 橡膠（）： 橡膠（）

7、：具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能復(fù)原原狀。 橡膠屬于完全無定型聚合物，它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（T g）低， 分子量往往很大，大于幾十萬。 纖維（）： 纖維（）： 聚合物經(jīng)肯定的機(jī)械加工（牽引, 拉伸, 定型等）后形成細(xì)而松軟的細(xì)絲，形成纖維。纖維具有彈性模量大，受力時形變小，強(qiáng)度高等特點(diǎn)， 有很高的結(jié)晶實(shí)力，分子量小，一般為幾萬。 3）按來源分可分為：自然高分子, 合成

8、高分子, 半自然高分子（改性的自然高分子）4）按分子的形態(tài)分：線形高分子, 支化高分子, 交聯(lián)(或稱網(wǎng)狀)高分子第 3 頁子量分布一般有分布指數(shù)和分子量分布曲線兩種表示方法。 第二章 第二章 逐步聚合 逐步聚合 2.1 2.1 逐步聚合反應(yīng)的基本概念 逐步聚合反應(yīng)的基本概念1 逐步的特征 逐步的特征逐步聚合（ 逐步聚合（ ）： ）：通常是由單體所帶的兩種不同的官能團(tuán)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進(jìn)行的。無活性中心，單體官能團(tuán)之間相互反應(yīng)而逐步

9、增長。絕大多數(shù)縮聚反應(yīng)都屬于逐步聚合。其特征 特征為：①逐步聚合反應(yīng)是通過單體功能基之間的反應(yīng)逐步進(jìn)行的。在反應(yīng)初期，聚合物遠(yuǎn)未達(dá)到好用要求的高分子量（>5000——10000）時，單體就已經(jīng)消逝了。②逐步聚合反應(yīng)的速率是不同大小分子間反應(yīng)速率的總和。③聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量隨轉(zhuǎn)化率增高而逐步增大的。④在高轉(zhuǎn)化率才能生成高分子量的聚合物。3）按參與反應(yīng)的單體種類分類(1)逐步均聚反應(yīng) 逐步均聚反應(yīng)：只有一種或兩種單體參與聚合反應(yīng)，

10、生成的聚合物只含有一種重復(fù)單元。（2）逐步共聚反應(yīng) 逐步共聚反應(yīng)：兩種或兩種以上單體參與聚合反應(yīng)，生成的聚合物含有兩種或兩種以上的重復(fù)單元。3. 3. 縮聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)：是縮合聚合的簡稱，是多次縮合重復(fù)結(jié)果形成縮聚物的過程?？s合和縮聚都是基團(tuán)間的反應(yīng)，兩種不同 基團(tuán)可以分屬于兩種單體分子，也可能同在一種單體分子上。官能度 官能度 ()：一分子聚合反應(yīng)原料中能參及反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)稱為官能度。 f1-1, 1-2, 1

11、-3 體系縮合，將形成低分子物；2-2 或 2-官能度體系縮聚，形成線形縮聚物；2-3, 2-4 或 3-3 體系 則形成體形縮聚物。4. 4. 線形縮聚機(jī)理 線形縮聚機(jī)理線形縮聚機(jī)理的特征有：逐步和可逆。1）線型縮聚反應(yīng)的 ）線型縮聚反應(yīng)的逐步性 逐步性縮聚大分子的生長是由于官能團(tuán)相互反應(yīng)的結(jié)果。縮聚早期，單體很快消逝，轉(zhuǎn)變成二聚體, 三聚體, 四聚體等 低聚物，轉(zhuǎn)化率很高，以后的縮聚反應(yīng)則在低聚物之間進(jìn)行。縮聚反應(yīng)就是這樣逐步

12、進(jìn)行下去的，聚合度隨時間或反應(yīng) 程度而增加。延長聚合時間的主要目的在于提高產(chǎn)物相對分子質(zhì)量，而不在于提高轉(zhuǎn)化率?？s聚早期，單體的轉(zhuǎn)化率就 很高，而相對分子質(zhì)量卻很低。轉(zhuǎn)化率： 轉(zhuǎn)化率：是指轉(zhuǎn)變成聚合物的單體部分占起始單體量的百分?jǐn)?shù)。逐步特性是全部縮聚反應(yīng)所共有的。2) 2)線型縮聚反應(yīng)的平衡性 線型縮聚反應(yīng)的平衡性很多縮聚反應(yīng)是可逆的，其可逆的程度可由平衡常數(shù)來衡量。依據(jù)其大小，可將線型縮聚大致分成三類：①平衡常 數(shù)小，如聚酯化反應(yīng)，K

13、≈4，低分子副產(chǎn)物水的存在對聚合物相對分子質(zhì)量影響很大，應(yīng)除去。②平衡常數(shù)中等，如聚 酰胺化反應(yīng)，K≈300～500，水對聚合物相對分子質(zhì)量有所影響。③平衡常數(shù)很大或看作不可逆，如聚碳酸酯和聚砜一 類的縮聚，平衡常數(shù)總在幾千以上?？赡嫫胶獾某潭葎t各類縮聚反應(yīng)有明顯的差別。3) 3) 線型縮聚反應(yīng)的平衡常數(shù) 線型縮聚反應(yīng)的平衡常數(shù)等活性理論：單官能團(tuán)化合物的分子鏈達(dá)到肯定長度之后，其官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)活性及分子鏈長無關(guān)。依據(jù)官能團(tuán)等活性理論

14、，可以用一個平衡常數(shù)表征整個聚合反應(yīng)的平衡特征，并以體系中的官能團(tuán)濃度代替單體濃 度。以聚酯反應(yīng)為例，則其平衡常數(shù)為 方括號的含義是代表官能團(tuán)的濃度和小分子的濃度。 平衡為限，不能使擴(kuò)散成為限制速率的主要因素。4) 4) 反應(yīng)程度和聚合度 反應(yīng)程度和聚合度考慮到在線型縮聚反應(yīng)中實(shí)際參與反應(yīng)的是官能團(tuán)而不是整個單體分子，所以通常采納已經(jīng)參與了反應(yīng)的官能團(tuán)及起始官能團(tuán)的物質(zhì)的量之比即反應(yīng)程度 反應(yīng)程度 來表征該反應(yīng)進(jìn)行的程度： p=已反應(yīng)官