1、第一章第一章 緒緒 論論1. 1 引言引言1. 2 高分子的基本概念高分子的基本概念 （1） 單體：單體： （2） 二聚體，三聚體二聚體，三聚體和齊聚物：和齊聚物： （3） 聚合物：聚合物： （4） 線型高分子：線型高分子： （5） 支化高分子：支化高分子： （6） 交聯高分子：交聯高分子： （7） 共聚物：共聚物： （8） 高分子共混物：高分子共混物： 12 高分子的基本概念高分子的基本概念 （1）單體：）單體：通過反應能制備高分子化合物的物質稱做單體。通過反應能制備高分子化合物的物質稱做單體。例如乙烯是單體，能聚合生成聚乙烯例如乙烯是單體，能聚合生成聚乙烯： nCH2=CH2 CH2 CH

2、2CH2 CH2 CH2 CH2某種氨基酸，相互反應，失去小分子（水），聚某種氨基酸，相互反應，失去小分子（水），聚合生成聚氨基酸，這個氨基酸也稱做合生成聚氨基酸，這個氨基酸也稱做 單體：單體：12 高分子的基本概念高分子的基本概念 （1）單體：）單體： （2）二聚體，三聚體二聚體，三聚體和齊聚物：和齊聚物：聚合是逐步進行的，兩個單體結合生成二聚體，二聚合是逐步進行的，兩個單體結合生成二聚體，二聚體也能和單體結合生成三聚體，兩個二聚體結合聚體也能和單體結合生成三聚體，兩個二聚體結合能生成四聚體，以此類推逐漸生成更多聚體。能生成四聚體，以此類推逐漸生成更多聚體。H2N C C OH N C C

3、H2OHR OHR OHn（2）二聚體，三聚體二聚體，三聚體和齊聚物：和齊聚物：低分子量的聚合產物，例如二聚體、三聚體、四聚低分子量的聚合產物，例如二聚體、三聚體、四聚體、五聚體體、五聚體無論是環(huán)狀的，還是線形的無論是環(huán)狀的，還是線形的統(tǒng)稱齊統(tǒng)稱齊聚物。聚物。齊聚物與通常所說的聚合物是很不同的，增減幾個齊聚物與通常所說的聚合物是很不同的，增減幾個結構單元能使其物理性質有很大的變化。結構單元能使其物理性質有很大的變化。HO CH2 C OH HO CH2 C O CH2 C OH- H2O單體二聚體OOOH OCH2C OH- H2O三聚體O3三聚甲醛三聚甲醛（三氧六環(huán)）（三氧六環(huán)）聚甲醛聚甲醛

4、 乙炔三聚體（苯）乙炔三聚體（苯）聚乙炔聚乙炔 ( n聚體聚體 ) CH CHHHHHHH CH=CH nC=OHHCO OC COHHHHHH CH2 O n（3）聚合物：）聚合物：高分子量的聚合產物，又稱做高聚物、高分子、大高分子量的聚合產物，又稱做高聚物、高分子、大分子。常用聚合物的分子量高達分子。常用聚合物的分子量高達104106，甚至更，甚至更高。高。一個大分子往往由許多相同的、簡單的結構單元通一個大分子往往由許多相同的、簡單的結構單元通過共價鍵重復連接而成。過共價鍵重復連接而成。例如聚氯乙烯分子由許多氯乙烯結構單元重復連接例如聚氯乙烯分子由許多氯乙烯結構單元重復連接而成，可表示為：

5、而成，可表示為：CH2 CH CH2 CH CH2 CHClClCl CH2 CH Clnor高分子化合物的分子量高分子化合物的分子量就是結構單元的分子量（就是結構單元的分子量（M0）與聚合度（）與聚合度（DP）或重復單元數或重復單元數 n 的乘積，可表示為：的乘積，可表示為： MDPM0nM0還有一類聚合物與聚氯乙烯不同，是由兩種單體還有一類聚合物與聚氯乙烯不同，是由兩種單體聚合生成高分子，例如由己二胺和己二酸縮合聚聚合生成高分子，例如由己二胺和己二酸縮合聚合生成商品名稱為合生成商品名稱為 尼龍尼龍-66的高分子。其的高分子。其 中重復單元是由兩種中重復單元是由兩種 結構單元結構單元-NH-

6、(CH2)-6NH- 和和-OC-(CH2)4-CO-組成：組成：n結構單元1結構單元2重復單元 NH ( CH2 ) NH C ( CH2 ) C 64OO縮合聚合物縮合聚合物的分子量的分子量兩種結構單元分別來源于己二胺和己二酸，兩種結構單元分別來源于己二胺和己二酸， 但聚合過程中消除小分子水而失去了一些原子，但聚合過程中消除小分子水而失去了一些原子， 這些結構單元不宜再稱單體單元。這些結構單元不宜再稱單體單元。在這種情況，結構單元數在這種情況，結構單元數 DP 將是重將是重 復單元數復單元數 (n) 的兩倍：的兩倍：聚合物的分子量應表示為：聚合物的分子量應表示為：其中其中M10和和M20分

7、別是結構單元分別是結構單元 1 和結構單元和結構單元 2 的的分子量。分子量。 M0為結構單元平均分子量為結構單元平均分子量020102010)(21)(MDPMMDPMMnMDP = 2n（4 4）線型高分子：）線型高分子：線型高分子是由長的骨架原子組成，例如聚乙烯，線型高分子是由長的骨架原子組成，例如聚乙烯，也可以有取代側基，例如聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸也可以有取代側基，例如聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯腈等，甲酯，聚丙烯腈等，骨架原子都是碳原子的又稱碳鏈高分子：骨架原子都是碳原子的又稱碳鏈高分子： 聚乙烯聚乙烯 聚氯乙烯聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 聚丙烯晴聚丙烯晴( C

8、H2 CH2 )n, CH2 CH Cln( CH2 C )nCH3OOCH3C( CH2 CH )nC N而像尼龍一而像尼龍一6666，聚對苯二甲酸乙二醇酯等的線型，聚對苯二甲酸乙二醇酯等的線型高分子，其主鏈骨架原子還含有非碳原子又稱雜高分子，其主鏈骨架原子還含有非碳原子又稱雜鏈高分子：鏈高分子： 尼龍尼龍66 聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯 線型高分子通常是指可溶解在溶劑中的，固態(tài)時可線型高分子通常是指可溶解在溶劑中的，固態(tài)時可以是玻璃態(tài)的熱塑性塑料，有的聚合物在常溫下呈以是玻璃態(tài)的熱塑性塑料，有的聚合物在常溫下呈柔順性材料，也有的是彈性體。柔順性材料，也有的是彈性體。n NH

9、( CH2 ) NH C ( CH2 ) C 64OO O CH2 CH2 O C C OOn（5 5）支化高分子：）支化高分子：支化高分子是由線型高分子鏈中派生出一些支鏈，支化高分子是由線型高分子鏈中派生出一些支鏈，其組成的結構單元和主鏈是相同的（如圖其組成的結構單元和主鏈是相同的（如圖1 11 1所所示）。支化高分子也是可溶的，很多性質和線型示）。支化高分子也是可溶的，很多性質和線型高分子類似。但與線性高分子不同的是結晶傾向高分子類似。但與線性高分子不同的是結晶傾向要降低，溶液的粘度不同。要降低，溶液的粘度不同。圖圖1 11 1 支化高分子支化高分子 圖圖1 12 2 交聯高分子交聯高分子

10、（6 6）交聯高分子：）交聯高分子：高分子鏈間產生化學結合，可生成交聯或網狀高分子鏈間產生化學結合，可生成交聯或網狀高分子（如圖高分子（如圖1 12 2所示）。這樣的高分子通常所示）。這樣的高分子通常只能被溶劑溶脹，而不能溶解，也不能熔融。只能被溶劑溶脹，而不能溶解，也不能熔融。隨著交聯程度的增加，其能溶脹程度減少，當隨著交聯程度的增加，其能溶脹程度減少，當高度交聯時溶脹也不能產生了。一些熱固性樹高度交聯時溶脹也不能產生了。一些熱固性樹脂就是高度交聯的。而作為橡膠彈性材料則具脂就是高度交聯的。而作為橡膠彈性材料則具有輕度的交聯結構。有輕度的交聯結構。（7 7）共聚物：）共聚物：由兩種或兩種以上

11、單體聚合而成的聚合物叫共聚由兩種或兩種以上單體聚合而成的聚合物叫共聚物。如在同一個聚合釜中，將丁二烯與苯乙烯兩物。如在同一個聚合釜中，將丁二烯與苯乙烯兩種單體混合聚合，得到的是丁苯共聚物：種單體混合聚合，得到的是丁苯共聚物：很多高分子材料都是共聚物。按單體單元在高分很多高分子材料都是共聚物。按單體單元在高分子鏈中的不同序列分布分類的話，共聚物有四種子鏈中的不同序列分布分類的話，共聚物有四種類型：類型：CH2=CH + CH2=CH CH=CH2 ( CH2 CH ) ( CH2 CH=CH CH2 ) xy n無規(guī)共聚物：無規(guī)共聚物：在高分子鏈中不同單體單元的序列分布無規(guī)則。在高分子鏈中不同單

12、體單元的序列分布無規(guī)則。 兩種單元在鏈中的排列順序是不能預測的。兩種單元在鏈中的排列順序是不能預測的。在烯類單體自由基共聚合時在烯類單體自由基共聚合時, ,通常得到的是無規(guī)共通常得到的是無規(guī)共聚物，其性質與相應的均聚物是大不相同的。聚物，其性質與相應的均聚物是大不相同的。-A-B-A-A-B-A-B-B-A-A-B-A-B-B-A-B-A-B-A-A-B-A-B-B-A-A-B-A-B-B-A-B-交替共聚物：交替共聚物：顧名思義，交替共聚物就是顧名思義，交替共聚物就是A A和和B B兩種結構單元兩種結構單元 在高分子鏈中交替排列。在高分子鏈中交替排列。通過特定的烯類聚合能得到交替共聚物，其性

13、通過特定的烯類聚合能得到交替共聚物，其性 能與兩類均聚物的性質也大不相同。能與兩類均聚物的性質也大不相同。-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-嵌段共聚物：嵌段共聚物：高分子鏈中由一種結構單元鏈段和另一種結構高分子鏈中由一種結構單元鏈段和另一種結構 單元鏈段相接組成。兼具有兩種均聚物單元鏈段相接組成。兼具有兩種均聚物 的性質。的性質。-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-接技共聚物：接技共聚物：共聚物的主鏈是一種

14、均聚物，支鏈是另一種均聚共聚物的主鏈是一種均聚物，支鏈是另一種均聚物稱接枝共聚物?？捎脙深惥畚锵嗷シ磻?，物稱接枝共聚物?？捎脙深惥畚锵嗷シ磻桑部捎梢部捎葾 A種均聚物的主鏈上引人一些可反應的基團，種均聚物的主鏈上引人一些可反應的基團，再接上由再接上由B B形成的支鏈構成接枝共聚物。接枝共聚形成的支鏈構成接枝共聚物。接枝共聚物的性質是兩類均聚物的加合。物的性質是兩類均聚物的加合。（8 8）高分子共混物：）高分子共混物：兩種或更多種聚合物機械混合在一起叫做高分子兩種或更多種聚合物機械混合在一起叫做高分子共混物，能將兩種或多種聚合物性質綜合在一起。共混物，能將兩種或多種聚合物性質綜合在

15、一起。根據組成、共混結構的不同可以得到各種改性的根據組成、共混結構的不同可以得到各種改性的高分子材料以滿足技術上的需要。高分子材料以滿足技術上的需要。1.3 1.3 聚合物的命名聚合物的命名長期以來，聚合物沒有統(tǒng)一的命名法，往往根據長期以來，聚合物沒有統(tǒng)一的命名法，往往根據單體或聚合物結構來命名，有時也常用商品名或單體或聚合物結構來命名，有時也常用商品名或俗名。俗名。19721972年國際純化學和應用化學聯合會年國際純化學和應用化學聯合會（IUPACIUPAC）提出了線型有機聚合物的系統(tǒng)命名法。）提出了線型有機聚合物的系統(tǒng)命名法。我國化學名詞審定委員會高分子化學專業(yè)組，根我國化學名詞審定委員會

16、高分子化學專業(yè)組，根據國內高分子界專家的廣泛討論和審定，提出一據國內高分子界專家的廣泛討論和審定，提出一個個“高分于化學命名原則高分于化學命名原則”。宗旨是支持。宗旨是支持IUPACIUPAC提倡的科學性很強的以結構為基礎的命名法，同提倡的科學性很強的以結構為基礎的命名法，同時也承認以單體來源為基礎的命名法等。時也承認以單體來源為基礎的命名法等。1.3 1.3 聚合物的命名聚合物的命名1.3.1 1.3.1 根據單體來源或制法命名根據單體來源或制法命名1.3.2 1.3.2 根據聚合物的結構特征命名根據聚合物的結構特征命名1.3.3 1.3.3 根據商品命名根據商品命名1.3.41.3.4 I

17、UPACIUPAC的系統(tǒng)命名法的系統(tǒng)命名法 第一章第一章 緒緒 論論1. 1 1. 1 引言引言1. 2 1. 2 高分子的基本概念高分子的基本概念1.3.1 1.3.1 根據單體來源或制法命名根據單體來源或制法命名很多聚合物的名稱是由單體或假想單體名稱前加很多聚合物的名稱是由單體或假想單體名稱前加一個一個“聚聚”字而來，例如字而來，例如聚乙烯、聚乙烯、 CHCH2 2=CH=CH2 2 (CH (CH2 2-CH-CH2 2) )n n聚丙烯、聚丙烯、 CHCH2 2=CH (CH=CH (CH2 2-CH)-CH)n n CH CH3 3 CH CH3 3 聚氯乙烯、聚氯乙烯、 CHCH2

18、 2=CH (CH=CH (CH2 2-CH)-CH)n n Cl Cl Cl Cl CH CH3 3 CHCH3 3聚甲基丙烯酸甲酯等。聚甲基丙烯酸甲酯等。 CHCH2 2=C (CH=C (CH2 2=C)=C)n n COOCHCOOCH3 3 COOCHCOOCH3 3 1.3.1 1.3.1 根據單體來源或制法命名根據單體來源或制法命名聚乙烯醇聚乙烯醇: CH: CH2 2=CH (CH=CH (CH2 2-CH)-CH)n n OH OH CH OH OH CH3 3OHOH CH CH3 3-CH=O CH-CH=O CH2 2=CH (CH=CH (CH2 2-CH)-CH)n

19、 n OCOCH OCOCH3 3 OCOCH OCOCH3 3 假想的乙烯醇單假想的乙烯醇單體體-它是以乙醛的形式存在。它是以乙醛的形式存在。實際上聚乙烯醇是由聚乙酸乙烯酯經醇解而得到的。實際上聚乙烯醇是由聚乙酸乙烯酯經醇解而得到的。但這命名法方便，又把單體原料來源標明，廣泛應用。但這命名法方便，又把單體原料來源標明，廣泛應用。然而，有時也會產生混淆和無法命名，如聚然而，有時也會產生混淆和無法命名，如聚一己內酰一己內酰胺和聚胺和聚6 6一氨基已酸是同一種聚合物一氨基已酸是同一種聚合物，有兩種單體。，有兩種單體。 HN-(CHHN-(CH2 2) )5 5-CO or H-CO or H2 2

20、N-(CHN-(CH2 2) )5 5-COOH (HN-(CH-COOH (HN-(CH2 2) )5 5-CO)-CO)n n1.3.2 1.3.2 根據聚合物的結構特征命名根據聚合物的結構特征命名很多縮聚物是兩種單體通過官能團間縮合反應很多縮聚物是兩種單體通過官能團間縮合反應制備的。制備的。 在結構上與單體有差別?？筛鶕Y構單元在結構上與單體有差別?？筛鶕Y構單元的結構來命名，前面冠以的結構來命名，前面冠以“聚聚”字。字。例如對苯二甲酸和乙二醇制備的聚合物叫聚例如對苯二甲酸和乙二醇制備的聚合物叫聚（對苯二甲酸乙二酯），由己二胺和己二酸反（對苯二甲酸乙二酯），由己二胺和己二酸反應制備的叫聚

21、己二酰已二胺等等。應制備的叫聚己二酰已二胺等等。有一些聚合物結構中已看不出單體來源了。有一些聚合物結構中已看不出單體來源了。更更需要由聚合物的結構特征命名，需要由聚合物的結構特征命名，聚亞苯基苯并二惡唑 HOOCCOOH+ HSHClH2NNH2HClSHSNSNn聚亞苯基苯并二噻唑聚亞苯基苯并二噻唑1.3.3 根據商品命名根據商品命名有機化合物的命名很復雜，聚合物就更復雜了。有機化合物的命名很復雜，聚合物就更復雜了。在商業(yè)生產和流通中，人們仍習慣用簡單明了的在商業(yè)生產和流通中，人們仍習慣用簡單明了的 稱呼，并能與應用聯系在一起。稱呼，并能與應用聯系在一起。例如例如: 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙

22、烯酸甲酯-有機玻璃，有機玻璃， 塑料類聚合物塑料類聚合物-酚醛樹脂，脲醛樹脂，醇酸樹脂酚醛樹脂，脲醛樹脂，醇酸樹脂。 有時也將聚氯乙烯有時也將聚氯乙烯-俗稱氯乙烯樹脂。俗稱氯乙烯樹脂。 將橡膠類聚合物將橡膠類聚合物-加上后綴加上后綴“橡膠橡膠”，例如例如: 丁二烯和苯乙烯共聚物丁二烯和苯乙烯共聚物-丁苯橡膠，丁苯橡膠， 丁二烯和丙烯腈共聚物丁二烯和丙烯腈共聚物-丁腈橡膠，丁腈橡膠， 乙烯和丙烯共聚物乙烯和丙烯共聚物-乙丙橡膠等等。乙丙橡膠等等。1.3.3 根據商品命名根據商品命名將纖維類的，在我國是用將纖維類的，在我國是用“綸綸”作后綴作后綴的的例如例如: 聚對苯二甲酸乙二酯聚對苯二甲酸乙二酯

23、-滌綸，滌綸， 聚聚一已內酰胺一已內酰胺-錦綸，錦綸， 聚乙烯醇縮醛聚乙烯醇縮醛-維尼綸，維尼綸， 聚氯乙烯聚氯乙烯-氯綸，氯綸， 聚丙烯腈聚丙烯腈-腈綸，腈綸， 聚丙烯聚丙烯-丙綸。丙綸。1.3.3 根據商品命名根據商品命名還有直接引用的國外商品名稱音譯，還有直接引用的國外商品名稱音譯，例如例如: 聚酰胺又稱尼龍聚酰胺又稱尼龍 (Nylon)， 聚已二酰己二胺聚已二酰己二胺-尼龍一尼龍一66 (nylon-66)， 聚癸二酰癸二胺聚癸二酰癸二胺-尼龍一尼龍一1010，第一個數表示二元胺的碳原子數目，第第一個數表示二元胺的碳原子數目，第二個數為二元酸的，因此尼龍一二個數為二元酸的，因此尼龍一6

24、10則則是己二胺和癸二酸的縮聚產物。是己二胺和癸二酸的縮聚產物。1.3.4 IUPAC的系統(tǒng)命名法的系統(tǒng)命名法為避免聚合物命名中的多名或不確切，國際純?yōu)楸苊饩酆衔锩械亩嗝虿淮_切，國際純化學和應用化學聯合會（化學和應用化學聯合會（International Union of Pure and Applied Chemistry）提出了提出了以結構為基礎的系統(tǒng)命名法以結構為基礎的系統(tǒng)命名法，（1）確定聚合物的最小重復單元。）確定聚合物的最小重復單元。（2）排好重復單元中次級單元的次序。）排好重復單元中次級單元的次序。（3）按小分子有機化合物的）按小分子有機化合物的IUPAC命名法則命名法則來

25、命名這個重復單元。來命名這個重復單元。（4）在此重復單元命名前加一個）在此重復單元命名前加一個“聚聚”字。字。IUPAC系統(tǒng)命名法的實例系統(tǒng)命名法的實例 (1) 聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧乙烷、 -CH2-CH2-On- 。 聚乙二醇、聚乙二醇、 -CH2-O-CH2n -。 聚氯乙醇，聚氯乙醇， -O-CH2-CH2n- 。 按原則按原則 2 所排的次級單元為所排的次級單元為-O-CH2-CH2n-， 按原則按原則 3 命名為氧化乙烯，命名為氧化乙烯，IUPAC命名，應叫聚氧化乙烯命名，應叫聚氧化乙烯 （Polyoxyethylene）。）。聚丁二烯聚丁二烯, -CH=CH-CH2-CH2n-, 聚

26、聚(1-次丁烯基）。次丁烯基）。聚氯乙烯聚氯乙烯, -CHCl-CH2-, 聚（聚（1氯代乙烯）。氯代乙烯）。IUPAC系統(tǒng)命名法的實例系統(tǒng)命名法的實例 (2)聚對苯二甲酸乙二酯的重復單元應為聚對苯二甲酸乙二酯的重復單元應為:稱聚（氧化乙烯氧化對苯二甲酰）。稱聚（氧化乙烯氧化對苯二甲酰）。聚亞苯基苯并二噻唑聚亞苯基苯并二噻唑的的IUPAC命名命名: Poly(benzo1,2-d;4,5-d bisthiazole-2,6-diyl)-1,4-Phenylene，聚，聚(苯并苯并1,2-并并;4,5-并并二噻唑二噻唑-2,6-二基二基)-1,4-亞苯基亞苯基。按按IUPAC命名比較嚴謹，但太繁

27、瑣。命名比較嚴謹，但太繁瑣。IUPAC不不反對繼續(xù)使用習慣命名。反對繼續(xù)使用習慣命名。 O CH2 CH2O C C OOn1.4 合成高分子的制備方法合成高分子的制備方法由小分子化合物單體制備聚合物的反應主要分由小分子化合物單體制備聚合物的反應主要分為三類，它們是縮合反應、加成反應和開環(huán)聚為三類，它們是縮合反應、加成反應和開環(huán)聚合。另一類是由一種聚合物經過適當的高分子合。另一類是由一種聚合物經過適當的高分子反應也可轉化為另一種高分子化合物。反應也可轉化為另一種高分子化合物。1. 4. 1 縮聚反應縮聚反應1. 4. 2 加聚反應加聚反應1. 4. 3 開環(huán)聚合反應開環(huán)聚合反應1. 4. 4

28、高分子轉化反應高分子轉化反應1.4.1縮聚反應縮聚反應具有官能團的單體具有官能團的單體, 通過縮合反應，消除小分子通過縮合反應，消除小分子副產物，彼此連接在一起，生成長鏈高分子的副產物，彼此連接在一起，生成長鏈高分子的反應稱縮聚反應。反應稱縮聚反應。用這類反應能制備很多品種的高分子材料例如用這類反應能制備很多品種的高分子材料例如尼龍，聚酯，酚醛樹脂，脈醛樹脂等。尼龍，聚酯，酚醛樹脂，脈醛樹脂等。尼龍是二元胺和二元酸的縮聚物，其中尼龍一尼龍是二元胺和二元酸的縮聚物，其中尼龍一66則是己二胺和己二酸的縮聚產物：則是己二胺和己二酸的縮聚產物：4OOHO C ( CH2 ) C OHH2OH2N (

29、CH2 ) NH26n NH ( CH2 ) NH C ( CH2 ) C OO41.4.1縮聚反應縮聚反應聚酯是二元酸和二元醇的縮聚物，其中聚酯是二元酸和二元醇的縮聚物，其中對苯二甲酸與乙二醇縮聚生成的是滌綸：對苯二甲酸與乙二醇縮聚生成的是滌綸：HO C R C OH + HO R OH H O R O C R C OH-H2OOOn醇酸樹脂醇酸樹脂由鄰苯二甲酸酐和甘油制備的是醇酸樹脂，由由鄰苯二甲酸酐和甘油制備的是醇酸樹脂，由于甘油分子具有三個羥基，是多官能團單體，于甘油分子具有三個羥基，是多官能團單體，生成的聚合物具有支化和交聯結構。生成的聚合物具有支化和交聯結構。HOOC COOH +

30、CH2CH-CH2OH OH OH+酚醛樹脂酚醛樹脂酚醛樹脂是由苯酚和甲醛縮聚生成的，為交聯酚醛樹脂是由苯酚和甲醛縮聚生成的，為交聯體型聚合物，具有僵硬、外形尺寸穩(wěn)定的性質。體型聚合物，具有僵硬、外形尺寸穩(wěn)定的性質。 OH ; CH2O -CH2-脲醛樹脂脲醛樹脂脲醛樹脂是由尿素和甲醛縮聚生成的體型聚合脲醛樹脂是由尿素和甲醛縮聚生成的體型聚合物，性質類似于酚醛樹脂，但色澤淺可著色。物，性質類似于酚醛樹脂，但色澤淺可著色。 O O H2N-C-NH2 N-C-N1.4.1縮聚反應縮聚反應磷酸鹽經脫水縮聚而成，反應方程式如下：磷酸鹽經脫水縮聚而成，反應方程式如下：OMnHO P OH + HO P

31、 OH H O P OHOMOMOOO-H2OHO Si OH + HO Si OH H O Si OHOMOMOMnOMOMOMH2O1.4.1縮聚反應縮聚反應生物高分子則是在酶催化下經縮聚反應生成。生物高分子則是在酶催化下經縮聚反應生成。例如蛋白質是在酶催化下在一定的生物化學環(huán)例如蛋白質是在酶催化下在一定的生物化學環(huán)境中，按一定順序把境中，按一定順序把20余種余種氨基酸縮聚生氨基酸縮聚生成超高分子量聚合物。成超高分子量聚合物。葡萄糖則在特定的生化環(huán)境和酶催化下生成淀葡萄糖則在特定的生化環(huán)境和酶催化下生成淀粉，或纖維素，或糖原。粉，或纖維素，或糖原。核酸則縮聚成核酸則縮聚成DNA或或RNA。

32、H2N C C OH N C C H2OHR OHR OHn R=, 有20余種不同結構的取代基余種不同結構的取代基1.4.2 加聚反應加聚反應一些烯類，炔類，醛類等化合物具有不飽和鍵一些烯類，炔類，醛類等化合物具有不飽和鍵的單體，能進行加成反應生成加聚物?？梢杂玫膯误w，能進行加成反應生成加聚物?？梢杂孟旅娴姆磻ㄊ絹碚f明：下面的反應通式來說明：側基側基X-不同，聚合物的性質也非常不同，不同，聚合物的性質也非常不同，當當 X 為為 H、Cl、C6H5、CH3、CH3OCO、CN時，則制得非常有用的大品種聚合物時，則制得非常有用的大品種聚合物聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙聚乙烯、聚氯乙

33、烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯腈等等。烯酸甲酯、聚丙烯腈等等。CH2=CHX CH2 CH nXn1.4.2 加聚反應加聚反應雙烯類單體也能經加聚反應生成聚合物，如下雙烯類單體也能經加聚反應生成聚合物，如下式所示式所示：當取代基分別為當取代基分別為H、CH3、Cl時可得聚丁二烯、時可得聚丁二烯、聚異戊二烯和聚氯丁二烯。聚異戊二烯和聚氯丁二烯。n CH2=C CH=CH2 CH2 C=CH CH2 nXX1.4.2 加聚反應加聚反應四氟乙烯，甲醛等一些不飽和單體也能聚合生四氟乙烯，甲醛等一些不飽和單體也能聚合生成非常有用的聚四氟乙烯、聚甲醛等高分子材成非常有用的聚四氟乙烯、聚甲醛等高

34、分子材料：料：n CF2=CF2 CF 2 CF2 nnn CH2=O CH 2 O 1.4.3 開環(huán)聚合反應開環(huán)聚合反應某些環(huán)狀化合物在催化劑存在下，開環(huán)聚合生某些環(huán)狀化合物在催化劑存在下，開環(huán)聚合生成高分子量的線型聚合物。例如，聚甲醛是通成高分子量的線型聚合物。例如，聚甲醛是通過三氧六環(huán)單體開環(huán)聚合制備的，已內酰胺聚過三氧六環(huán)單體開環(huán)聚合制備的，已內酰胺聚合生成尼龍合生成尼龍6，環(huán)氧化物開環(huán)生成聚醚等等：，環(huán)氧化物開環(huán)生成聚醚等等：OOOCH2CH2H2C CH2 O nCH2CONHNHCH255COn()()n無機環(huán)狀化合物的開環(huán)聚合無機環(huán)狀化合物的開環(huán)聚合很多無機環(huán)狀化合物也能開環(huán)聚

35、合，例很多無機環(huán)狀化合物也能開環(huán)聚合，例如下列一些反應能生成長鏈高分子，八如下列一些反應能生成長鏈高分子，八硫環(huán)生成聚硫橡膠，硫環(huán)生成聚硫橡膠，S SS S SS S Sn S S n八甲基環(huán)四硅氧烷開環(huán)聚合生成聚甲基硅橡膠，八甲基環(huán)四硅氧烷開環(huán)聚合生成聚甲基硅橡膠，六氯環(huán)三磷腈（三聚氯化磷腈）生成聚二氯化六氯環(huán)三磷腈（三聚氯化磷腈）生成聚二氯化磷腈，它們均是無機橡膠材料：磷腈，它們均是無機橡膠材料：nH+OH-SiSiSiSiCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3OOOO4nCH3 O SiCH3nNPNPNPClClClClClCl N=P 3nClCl1.4.4 高分子轉化反應

36、高分子轉化反應高分子轉化反應高分子轉化反應-使一種高分子化合物使一種高分子化合物 變成性質各異的另一種高分子化合物變成性質各異的另一種高分子化合物（1）利用和改性天然高分子。）利用和改性天然高分子。（2）合成高分子中最為典型的則是維尼綸的）合成高分子中最為典型的則是維尼綸的制備。制備。 醋酸乙烯酯單體醋酸乙烯酯單體-聚醋酸乙烯酯，聚醋酸乙烯酯， 經醇解轉化成經醇解轉化成-聚乙烯醇，聚乙烯醇， 然后紡絲成纖維，為了增加抗水溶性，然后紡絲成纖維，為了增加抗水溶性， 再經甲醛處理再經甲醛處理-聚乙烯醇縮甲醛聚乙烯醇縮甲醛(維尼綸維尼綸)。 隨著高分子反應的開發(fā)，經高分子反應改性的隨著高分子反應的開發(fā)

37、，經高分子反應改性的新高分子材料將不斷出現。新高分子材料將不斷出現。維尼綸：維尼綸： 聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯 聚乙烯醇聚乙烯醇 聚乙烯醇聚乙烯醇縮縮甲醛甲醛nCH2=CHOCOCH3CH2CHOCOCH3CH3OHnCH2CHOHnCH2OCH2CHCH2OCH2CHOn215 聚合物的分子量和分子量分布聚合物的分子量和分子量分布聚合物聚合物-作為結構作為結構材料，必須具有優(yōu)良的材料，必須具有優(yōu)良的機械性能。機械性能。低分子量的化合物：低分子量的化合物：氣體、液體或脆性固體，氣體、液體或脆性固體，只有分子量很高的只有分子量很高的聚合物才具有高的機械聚合物才具有高的機械強度，所以分子量是聚強度

38、，所以分子量是聚合物的重要結構指標。合物的重要結構指標。 圖圖13 聚合物力學強度聚合物力學強度 分子量關系分子量關系分子量分子量機機 械械 強強 度度ABC表表11 常見聚合物分子量的范圍常見聚合物分子量的范圍塑料塑料 MW(104)纖維纖維 MW(104)橡膠橡膠 MW(104)低壓聚乙烯低壓聚乙烯 630 滌綸滌綸 1.82.3 天然橡膠天然橡膠 2040聚氯乙烯聚氯乙烯 515尼龍尼龍66 1.21.8 丁苯橡膠丁苯橡膠1520聚苯乙烯聚苯乙烯 1030維尼綸維尼綸 67.5 順丁橡膠順丁橡膠2530聚碳酸酯聚碳酸酯 26纖維素纖維素 50100 氯丁橡膠氯丁橡膠1012合成聚合物時，

39、必須控制分子量。太小性能不好，合成聚合物時，必須控制分子量。太小性能不好，太大并不能進一步提高性能，反而會引起加工困太大并不能進一步提高性能，反而會引起加工困難，因為聚合物的加工性能也與分子量有關。難，因為聚合物的加工性能也與分子量有關。1.5.1 聚合物的平均分子量聚合物的平均分子量由單體，例如氯乙烯，聚合生成聚氯乙烯。由于由單體，例如氯乙烯，聚合生成聚氯乙烯。由于反應的隨機性，使得每一個分子的聚合度反應的隨機性，使得每一個分子的聚合度 n 都不都不相同，因此聚合物是由大大小小的高分子同系物相同，因此聚合物是由大大小小的高分子同系物組成：組成：n=1,2,3測定的分子量測定的分子量-實際是大

40、小不同高分子混合物實際是大小不同高分子混合物分子量的統(tǒng)計平均值，算出的聚合度也是統(tǒng)計平分子量的統(tǒng)計平均值，算出的聚合度也是統(tǒng)計平均值。均值。大小不同分子所占有的相對比例，就是分子量的大小不同分子所占有的相對比例，就是分子量的分布。分布。聚合物的這種分子量不均一特性稱為多分散性。聚合物的這種分子量不均一特性稱為多分散性。nCH2=CHCH2CHClCln平均分子量和平均聚合度平均分子量和平均聚合度既然聚合物的分子量是多分散的，則前面的分既然聚合物的分子量是多分散的，則前面的分子量和聚合度的關系式應寫成子量和聚合度的關系式應寫成由于測定分子量的方法有多種，各方法符合不由于測定分子量的方法有多種，各

41、方法符合不同的統(tǒng)計數學模型，故測得的統(tǒng)計平均值互不同的統(tǒng)計數學模型，故測得的統(tǒng)計平均值互不相同。為了標明聚合物分子量的測定值是符合相同。為了標明聚合物分子量的測定值是符合哪種統(tǒng)計性質，就有以下幾種平均分子量，分哪種統(tǒng)計性質，就有以下幾種平均分子量，分別可由相應的幾種方法測定得到。別可由相應的幾種方法測定得到。00MPDMnM 數均分子量數均分子量冰點降低、沸點升高、冰點降低、沸點升高、滲透壓法和端基滴定法滲透壓法和端基滴定法測定的分子量。測定的分子量。設聚合物試樣中，共設聚合物試樣中，共有有N個大分子，總個大分子，總質質量量為為W。若其中分子量為。若其中分子量為Mi的大分子有的大分子有Ni個，

42、其個，其質質量為量為Wi=NiMi，則有，則有下列關系式：下列關系式：iiiiiiiiniiiNNNNNMNNMNWMMNN，i1ii1NNW（2）質質均分子量均分子量對聚合物的稀溶液用光散射方法測定的是對聚合物的稀溶液用光散射方法測定的是質質均均分子量，等于分子量乘上相應分子量，等于分子量乘上相應質質量分數的加合。量分數的加合。1i2iWiiiiiiiiWMNMNWMWMM （3）粘均分子量）粘均分子量aiiaiiaaiMNMNMWM111i用聚合物稀溶液的特性粘度測定得到。用聚合物稀溶液的特性粘度測定得到。其中其中為常數，若為常數，若1，則，則 = ，一般，一般情況下，情況下，0.50.9

43、0.9。相對而言，粘均分子。相對而言，粘均分子量較接近量較接近質質均分子量均分子量。MWM（4）Z 均分子量均分子量用超速離心法測定。用超速離心法測定。Z值的定義為值的定義為iiMWZ 2321iiZiiiiiiiiiiiizMNMNMWMWZMZMM舉例說明四種平均分子量。設聚合物樣品舉例說明四種平均分子量。設聚合物樣品中各含有中各含有1mol的的104和和105分子量的組分。分子量的組分。 由此可見，對于分由此可見，對于分 子量不均一的聚合物子量不均一的聚合物 來說，則有。來說，則有。 若分子量為均一的若分子量為均一的 聚合物則都相等，即。聚合物則都相等，即。99108101101101101M905301011011010191820101101101101550001110110125243534z.801548 . 151.8454252454nMMMWznMMMMWznMMMMW152 聚合物的分子量分布聚合物的分子量分布聚合物分子量的多分散性，因而聚合物分子量的多分散性，因而 ， 如分散性程