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1、教材:高分子概论 代丽君 张玉军 姜华珺 主编 化学工业出版社 考试形式:1.课堂小测验:每次5分 三次累计15分2.课后作业:论文 15分3.笔试:70分第1页/共28页第1章 绪论1.1 高分子材料与高分子科学1.2 高分子基本概念1.3 高分子材料的分类1.4 高分子的命名 第2页/共28页第3页/共28页高分子材料的应用1)高分子在工业、交通、建筑等方面的应用第4页/共28页2)高分子在农业上的应用塑料薄膜育苗,塑料大棚种菜。第5页/共28页3)高分子在国防上的应用第6页/共28页4)高分子在体育方面的应用第7页/共28页Celgard 公司锂离子电池隔膜5)高分子材料在电化学中的应用
2、太阳能电池导电高分子材料的应用可反复充电电池第8页/共28页Charles Goodyear(1800-1860)高分子科学发展历史第9页/共28页1855年,英国人Parks用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞。第10页/共28页1907年,第一种合成高分子树脂-酚醛树脂诞生。Belgium,Leo Baekeland(18631944)第11页/共28页Hermann Staudinger(18811965)发表论聚合提出了链结构模型 1953年诺贝尔奖第12页/共28页n 50年代,Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂,制得高密度PE和有规PP,低级烯烃得到利用。K.Ziegler
3、(18981973)G.Natta (19031979)1963 诺贝尔奖第13页/共28页弗洛里(Paul J.Flory,19101985)美国高分子物理化学家。由于在高分子科学领域,尤其在高分子物理性质与结构的研究方面取得巨大成就,1974年荣获瑞典皇家科学院授予的诺贝尔化学奖。1974诺贝尔化学奖第14页/共28页Carothers(18961937)卡罗瑟斯(Wallace H.Carothers,18961937)美国著名化学家。他在缩合聚合领域做了大量开拓性的实践和理论研究工作。第15页/共28页麦克迪尔米德Alan G.MacDiarmid(19292007)黑格Alan J.
4、Heeger(1936)白川英树Hideki Shirakawa(1936)2000 诺贝尔奖导电高分子第16页/共28页结构单元=重复单元=单体单元CH2CHClCH2CHClCH2CHClCH2CHCl聚氯乙烯 PVCCH2CHCH3CH2CHCH3CH2CHCH3CH2CHCH3聚丙烯 PPClCH2=CH聚氯乙烯的单体是氯乙烯聚氯乙烯分子的结构式可简写为:n第17页/共28页NH2-(CH2)6-NH2HOOC-(CH2)4-COOH+结构单元结构单元重复单元NH-(CH2)6-NH-C-(CH2)4-C-NH-(CH2)6-NH-C-(CH2)4-C=O=O=O=O第18页/共28页
5、1.2 高分子基本概念高分子化合物(polymer;macromolecular compound)又称为聚合物或高聚物。如:聚氯乙烯 分子量 5 15万 聚苯乙烯 1 30万 纤维素 5 40万 蛋白质 0.5 几百万重复单元单体单体单元结构单元聚合度第19页/共28页正确书写大分子结构式的规范1.重复单元写在括号内,右下角n或m表示重复单元数;端基用,或代替。2.重复结构单元的分取必须遵守相应的有机化学反应规则。第20页/共28页1.3 高分子材料的分类1.天然高分子无机高分子有机高分子2.合成高分子(1)按材料性能分类橡胶:小应力,大应变(可逆)纤维:大应力,小应变,拉伸强度高塑料:介于
6、橡胶与纤维之间,没有具体界限其他:胶粘剂、油漆、功能高分子、无法通过应力、应变分类(2)按主链侧基结构分类碳链高分子 杂链高分子 元素有机高分子 无机高分子第21页/共28页3.根据结构特征命名:聚+新生成特征结构(以新生成的官能团为特征)聚烯烃(PE、PS,PP)聚酰胺:尼龙-66、尼龙-610、-1212、1010、尼龙-6 锦纶聚酯:二元酸,二元醇缩合得到1.4 高分子的命名*1.根据聚合物来源命名聚+单体名(或假想单体名)举例:PE、PP、PVC、PMMA、PSPVA聚乙烯醇*2.根据重复单元的结构命名举例:尼龙-66 聚已二酰己二胺PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯第22页/共28页4.根
7、据商品名(1)后缀:“纶”代表合成纤维:腈纶 聚丙烯腈 PAN;涤纶:PET;锦纶:尼龙6;聚胺酯:胺纶(2)后缀:“橡胶”合成橡胶 两个单体名取一字+橡胶丁苯橡胶:丁(二烯)苯(乙烯)橡胶丁腈橡胶:丁(二烯)(丙烯)腈橡胶乙丙橡胶:乙(烯)丙(烯)橡胶(3)后缀:“树脂”代表塑料类 PS 环氧树脂热固性高分子或其原料 环氧树脂 原料 (苯)酚(甲)醛树脂 甘油+邻苯二甲酸酐 醇酸树脂PS、PE没有添加剂的聚合物粉料或颗粒(4)直接用商品译名:特氟隆 Teflon,聚四氟乙烯 尼龙(典型脂肪族的聚酰胺)nylon5.系统命名:克服以上的命名方法:不完善,混乱,例如:聚乙二醇 CH2CH2O-聚
8、氧化乙烯。第23页/共28页高分子的合成方法1.聚合反应分类根据单体组成结构变化分类(1)加(成)聚(合)反应:单体通过加成的方式得到的,与聚合物结构单元是一样的。加成是由烯类单体得到的,大多为烯类单体。例如:氯乙烯加成聚合为聚氯乙烯(2)缩(合)聚(合)反应:单体通过缩合反应得到。特点官能团之间反应,生长大分子,杂链(由于有小分子生成,结构单元不是单体单元)例如:己二胺与己二酸经缩聚生成尼龙-66的反应存在的问题:反应分类带来困难。例如:尼龙6 己内酰胺环状单体开环得到的从结构上看单体单元无小分子脱去,加聚。NH2-(CH2)6-NH2+HOOC-(CH2)4-COOH -NH-(CH2)6
9、-NH-CO-(CH2)4-COn-+(2n-1)H2O第24页/共28页2.按反应机理和动力学分类:(1)连锁聚合:有活性中心,一旦生成,不断反应,直至活性中心死掉。(2)逐步聚合:不需要活性中心,两个单体之间反应,分子量随官能团之间反应而上升,在反应阶段没有单体。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合反应。连锁聚合反应需要活性中心,活性中心可以是自由基、阳离子或阴离子,因此可以根据活性中心的不同将连锁聚合反应分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。连锁聚合的特征是整个聚合过程由链引发、链增长、链终止等几步基元反应组成。逐步聚合反应:早期聚合度变化很小,到后期分子量上升很快,在聚合中间无法分离
10、出高聚物,只有到后期才能得到。第25页/共28页表1-1逐步聚合反应与连锁聚合反应的比较特性特性连锁聚合反应连锁聚合反应逐步聚合反应逐步聚合反应单体转化率与单体转化率与反应时间的关反应时间的关系系 聚合物分子量聚合物分子量与反应时间的与反应时间的关系关系 第26页/共28页附:常见高分子缩写PE:Polyethylene 聚乙烯PP:Polypropylene 聚丙烯PS:Polystyrene 聚苯乙烯PVC:Polyvinyl Chloride 聚氯乙烯PAN:Polyacrylonitrile 聚丙烯腈PET:Polyethylene terephthlate 聚对苯二甲酸乙二酯PMMA
11、:Polymethyl methacrylate 聚甲基丙烯酸甲酯PB:Polybutadiene 聚丁二烯 PTFE:Polytetrafluoroethylene 聚四氟乙烯(Teflon)ABS:Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymer 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物PVDC:Polyvinylidene Chloride 聚偏二氯乙烯BR:Butadiene Rubber 顺丁橡胶,丁二烯橡胶EPDR:Ethylene Propylene Diene Rubbers 三元乙丙橡胶 EVA(EVAc):Ethylene-Vinyl Acetate copolymer 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物HIPS:High Impact Polystyrene 高抗冲聚苯乙烯NR:Natural Rubber 天然橡胶NBR:Nitrile-Butadiene Rubbers 丁腈橡胶PIP:Polyisoprene 聚异戊二烯第27页/共28页感谢您的观看。第28页/共28页
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