天津大學高分子化學課件第一章(編輯修改稿)
2025-02-09 20:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 兩位數(shù)字的尼龍 ，前一位數(shù)表示由二元胺提供的結構單元的碳原子數(shù)，后一位數(shù)表示由二元酸提供結構單元的碳原子數(shù)。如尼龍 —66 由己二胺和己二酸聚合而成，尼龍 —610 則由己二胺和癸二酸聚合而成。26第一章 緒論 5）系統(tǒng)命名法 系統(tǒng)命名法是由國際純粹與應用化學聯(lián)合會 (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)提出的規(guī)范方法。其步驟為：（ 1）先確定重復單元；（ 2）排定重復單元中次級單元的次序，原則為： （ i）先排側基最少的元素； （ ii）再排有取代基的元素； （ iii）當主鏈上有雜原子時，先排雜原子。（ 3）給重復單元命名；（ 4）在重復單元名稱前冠以 “聚 ”字。27第一章 緒論次級單元排列順序的規(guī)則：? 次級單元的優(yōu)先循序 : 雜環(huán)、雜原子或含雜原子的非環(huán)次級單元、含碳原子的環(huán)、只含碳原子的非環(huán)次級單元；? 排列次級單元時要使取代基的位數(shù)最小；28第一章 緒論舉例：29第一章 緒論 系統(tǒng)命名法較嚴謹，但往往名稱很長，使用不太方便。 IUPAC不反對在一般場合使用習慣命名法和其他能反映聚合物特征的命名法，但在學術性較強的論文中鼓勵使用系統(tǒng)命名法。 IUPAC不提倡采用商品名和俗稱。30第一章 緒論6）英文縮寫 當聚合物結構較復雜時，聚合物名稱往往較長，使用不方便，因此常用英文縮寫表示。例如：PE： polyethylene； PP： polypropylenePVC： poly（ vinyl chloride）； PS： polystyrene；PVA： poly（ vinyl alcohol）； PC： polycarbonatePMMA： poly（ methyl methacrylate）PET： poly（ ethylene terephthalate）PA： polyamide； PU： polyurethane31第一章 緒論 聚合反應 由小分子單體通過化學方法得到高分子的過程稱為聚合反應。聚合反應可從不同的角度進行分類，目前主要有兩種方法。 按單體和聚合物的組成和結構變化分類 早期的分類方法。加聚反應和縮聚反應。 烯類單體通過加成聚合成高分子的反應稱為加聚反應。32第一章 緒論 例如苯乙烯加聚成聚苯乙烯： 加聚產(chǎn)物的結構單元中元素組成與其單體相同，僅是電子結構發(fā)生變化。 加聚物的相對分子質量是單體相對分子質 量的整數(shù)倍。33第一章 緒論 通過單體分子中的某些官能團之間的縮合聚合成高分子的反應稱為縮合反應。 縮聚反應兼有聚合成高分子和縮合出低分子物的雙重意義，主產(chǎn)物稱為 縮合物。 例如聚碳酸酯（ PC）的制備： 由于低分子副產(chǎn)物的析出， 縮聚物的結構單元要比單體少一些原子，因此相對分子質量不再是單體相對分子質量的整數(shù)倍。34第一章 緒論 用于縮聚反應的單體所含的官能團主要有 羥基 (—OH) 、胺基 (—NH 2)、羧基 (—COOH) 、酯基 (—COOR) 等?？s聚物中往往保留有特征基團，如 酯鍵 (—OCO—) 、醚鍵 (—O—)、酰胺鍵 (—NHCO—) 等。因此 縮聚物一般為雜鏈聚合物。 高分子化學的發(fā)展導致了許多新的聚合方法的出現(xiàn)，如開環(huán)聚合、異構化聚合、氫轉移聚合、成環(huán)聚合、基團轉移聚合等，很難歸納到上述分類方法中。 加聚和縮聚分類法至今尚有人使用。35第一章 緒論 按聚合機理分類 20世紀 50年代開始，按聚合機理和動力學過程，將聚合反應分為連鎖聚合和逐步聚合兩大類。 連鎖聚合的特點：（ 1）聚合需要活性中心，如 自由基、陽離子、陰離子 等，因此有 自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合 之分。（ 2）聚合過程由 鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止 等基元反應組成。（ 3）聚合過程中相對分子質量變化不大，體系始終由單體、高分子量聚合物和引發(fā)劑組成。沒有分子量遞增的產(chǎn)物。（ 4）單體轉化率隨時間增加。36第一章 緒論 逐步聚合的特點：（ 1）低分子單體通過官能團間的縮合逐步形成大分子。體系由單體和分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物組成。（ 2）每一步反應的速率和活化能基本相同。（ 3）反應初期大部分單體很快形成低聚物，短期內(nèi)轉化率很高。隨后低聚物相互反應，分子量緩慢上升。（ 4）大部分是平衡反應。 烯類單體的加聚反應一般為連鎖聚合； 大多數(shù)縮聚反應為逐步聚合。37第一章 緒論 相對分子質量及其分布 高分子的相對分子質量與性能間的關系 小分子化合物沒有機械強度，而高分子通常具有較高的機械強度。顯然，材料的機械性能隨著相對分子質量的增加逐漸提高。圖 1—1 為高分子的機械性能與相對分子質量間的一般關系。38第一章 緒論39圖 1—1 高分子聚合度與機械性能之間的關系第一章 緒論 由圖 1—1 可見，當聚合度低于 30時，基本上沒有機械強度；當聚合度大于 400左右時，機械強度不再隨聚合度的增加而上升。 相對分子質量提高，有利于材料的機械性能發(fā)展。但過高的相對分子質量，導致材料熔融時的粘度較大，不利于材料的加工。重要概念： 在滿足材料的機械性能的前提下，高分子的相對分子質量應盡可能小一些，以有利于材料的加工。40第一章 緒論塑料 相對分子質量/萬纖維 相對分子質量/萬橡膠 相對分子質量/萬HDPE 6～ 30 滌綸 ～ 天然橡膠 20～ 40PVC 5～ 15 尼龍 66 ～ 丁苯橡膠 15～ 20PS 10～ 30 維尼綸 6～ 順丁橡膠 25～ 30
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