高分子化學

PolymerChemistry主講教師：余木火、顧莉琴東華大學材料學院1高分子化學

PolymerChemistry主講化學分析化學無機化學有機化學物理化學高分子化學2化學分析化學無機化學有機化學物理化學高分子化學2高分子化學第一章緒論第一節(jié)高分子科學研究的范圍和內(nèi)容第二節(jié)高分子化合物的基本概念第三節(jié)高聚物的結(jié)構(gòu)第四節(jié)高分子化合物的命名第五節(jié)高聚物合成方法簡介3高分子化學第一章緒論3一、高分子科學的研究范圍衣：棉、麻、絲、毛及合成纖維食：糧食（淀粉）；肉、蛋（蛋白質(zhì)）住：木材、塑料、粘合劑、涂料行：汽車、自行車用的輪胎、塑料等航天、航空中的復合材料這些材料都是高分子化合物第一節(jié)一、高分子科學的研究范圍第一節(jié)55二、高分子科學研究的內(nèi)容PolymerChemistryTechnicPhysics6二、高分子科學研究的內(nèi)容PolymerChemistryPh1、高分子化學高分子化合物的合成

高分子的合成機理、動力學合成反應與高分子的分子結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布之間的關(guān)系

高分子化合物的化學反應、改性、防老化等。71、高分子化學72、高分子物理高分子的表征高分子化合物的物理性質(zhì)高分子化合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系3、高分子工程學高分子的生產(chǎn)工藝高分子產(chǎn)品的成型82、高分子物理8高分子科學把合成、結(jié)構(gòu)、性能和應用這四方面的研究用“四角關(guān)系”表示：合成結(jié)構(gòu)應用性能9高分子科學把合成、結(jié)構(gòu)、性能和應用這四方面的研究

高分子化學領域的研究目標：創(chuàng)造新物質(zhì)及提高已有物質(zhì)的性能。

高分子化學具體的研究思路：

研究高分子化合物的分子設計及合成；研究高分子合成、改性的新聚合反應、新聚合方法；研究高分子有序結(jié)構(gòu)及特定凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的控制合成或組裝方法。10高分子化學領域的研究目標：10三、高分子科學的發(fā)展概況與趨勢

1、高分子科學的發(fā)展概況

19世紀中葉以前

天然高分子的利用與加工19世紀中葉～20世紀30年代

天然高分子的改性1855年英國Parks由硝纖維素和樟腦制得賽璐塑料1883年法國deChardoniret發(fā)明了人造絲11三、高分子科學的發(fā)展概況與趨勢1、高分子科學的發(fā)展概況11

20世紀20年代

高分子概念的形成和高分子科學的出現(xiàn)

1920年德國staudinger

提出了高分子的長鏈結(jié)構(gòu)，形成高分子概念

20世紀初開始合成高分子

1907年酚醛樹脂

1927年聚氯乙稀

20世紀30年代高分子研究的發(fā)展時期

1938年尼龍（聚酰胺）661950年P(guān)AN(聚丙烯腈纖維）

1953年P(guān)ET（聚酯纖維）

1957年P(guān)P（聚丙烯纖維）1220世紀20年代12

2、我國高分子科學研究概況

中國的高分子科學研究起步于20世紀50年代初

1950年合成橡膠和纖維素化學的研究

1952年有機玻璃和尼龍-6

1953年高分子溶液性質(zhì)、高聚物粘彈性及高分子輻射化學的研究

50年代末高分子化學首先發(fā)展壯大并形成學科基本內(nèi)涵

60年代中高分子物理學科形成

80年代后期高分子工程領域初步形成學科基礎研究內(nèi)涵

132、我國高分子科學研究概況13

3、高分子在現(xiàn)代化建設中的重要作用

高分子材料生產(chǎn)的發(fā)展速度十分迅速塑料：每隔十年產(chǎn)品增加1倍合成橡膠：1970年世界總產(chǎn)量550萬噸

2000年世界總產(chǎn)量4400萬噸合成纖維：80年代中期年產(chǎn)量已超過其它各種天然纖維和人造纖維的總和

高分子材料在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、建筑、國防科學、衛(wèi)生醫(yī)藥、人民生活各個方面都得到廣泛的應用。143、高分子在現(xiàn)代化建設中的重要作用144、高分子化學的發(fā)展方向（1）對重要通用高分子的改進，提高其使用性能和附加值?；瘜W共聚、交聯(lián)、大分子基團反應物理共混、增強、增塑、復合差別化高分子復合材料154、高分子化學的發(fā)展方向15（2）高性能、功能高分子研究耐熱高分子材料：碳纖維、氟高分子、聚間苯二甲酰間苯二胺高強高模：Kevlar、Nomax、聚乙烯功能高分子：光致導電、光致變色仿生高分子：人體胚器16（2）高性能、功能高分子研究16（3）高分子應用基礎和基礎理論的研究聚合理論、反應機理、聚合方法改性方法聚合反應引發(fā)體系新類型聚合物合成高分子設計理論返回17（3）高分子應用基礎和基礎理論的返回17一、高分子化合物的特征

1、分子量大低分子化合物：H2O18O232SO264高分子化合物：天然纖維素2,000,000

粘膠48,000～70,000PET20,000PVA75,000～80,000第二節(jié)18一、高分子化合物的特征1、分子量大高分子化合物：第二

2、大分子具有鏈狀結(jié)構(gòu)----

大分子由基本鏈節(jié)（結(jié)構(gòu)相同的、簡單的結(jié)構(gòu)單元）通過共價鍵或配位鍵重復連接而成。

例如：

192、大分子具有鏈狀結(jié)構(gòu)----大分子由基本鏈節(jié)（結(jié)

3、具有多分散性

分子量有大小，即分子量的多分散性%&&結(jié)構(gòu)也有差異，稱結(jié)構(gòu)多分散性

4、多種運動單元鏈段運動基團振動大分子運動（蠕動）203、具有多分散性20聚乙烯大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖21聚乙烯大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖21蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖22蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖22二、高分子的一些基本概念

1、單體（monomer）能夠形成聚合物中結(jié)構(gòu)單元的小分子化合物稱為單體。

例如：氯乙烯

2、聚合物（highpolymer）由相同的化學結(jié)構(gòu)多次重復通過共價鍵或配位鍵連接而成的高分子化合物，稱聚合物。23二、高分子的一些基本概念1、單體（monomer）23

3、單體單元（monomerunit）由氯乙烯單體反應得到的聚氯乙稀，其結(jié)構(gòu)單元的元素、組成和排列都與單體相同，僅電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，故又稱單體單元。

4、結(jié)構(gòu)單元（structureunit）聚氯乙稀這樣的聚合物，括號內(nèi)的化學結(jié)構(gòu)稱為結(jié)構(gòu)單元。243、單體單元（monomerunit）24

5、重復單元（repeatingunit）聚氯乙稀分子鏈可以看作結(jié)構(gòu)單元多次重復構(gòu)成，因此括號內(nèi)的化學結(jié)構(gòu)也可稱為重復單元或鏈節(jié)（chain

element）。

6、聚合度（degreeofpolymerigation）重復單元的數(shù)目，表征聚合物分子量大小的一個物理參數(shù)。255、重復單元（repeatingunit）25還有一類聚合物是由兩種單體聚合生

成高分子，如由己二胺和己二酸縮聚生成

的聚己二酰己二胺（尼龍66）

這類聚合物的結(jié)構(gòu)單元和重復單元含義不一樣，也不存在單體單元。26還有一類聚合物是由兩種單體聚合生

成高分子，如由己二胺三、分子量及分子量分布

分子量是聚合物的重要結(jié)構(gòu)指標，只有分子量很高的聚合物才具有高的機械強度。27三、分子量及分子量分布分子量是聚合物的重要結(jié)隨著分子量增加（AB段），機械強度增加，但過了B點后，再提高分子量，強度上升很慢，C點為強度的飽和點。28隨著分子量增加（AB段），機械強度增加，但過了29291、聚合物的平均分子量

由于測定分子量的方法有多種，各種方法符合不同的統(tǒng)計數(shù)學模型，測定的統(tǒng)計平均值互不相等。

301、聚合物的平均分子量30

常見的分子量有以下幾種：（1）數(shù)均分子量

物理意義：是各種不同分子量的分子所占的分數(shù)與其相對應的分子量乘積的總和。

測定方法：聚合物稀溶液的冰點降低、沸點升高、滲透壓法和端基滴定法。

其中：分子量為Mi的大分子有ni個，相應的分子分數(shù)為Ni。31常見的分子量有以下幾種：31（2）重均分子量等于分子量乘上相應重量分數(shù)的加和用光散射法測定其中：分子量為Mi的大分子重量為wi，相應的重量分數(shù)為Wi。32（2）重均分子量32（3）粘均分子量用聚合物稀溶液的特性粘度測定。一般情況下，0.5<α<0.9

若α=1則Mη=Mw33（3）粘均分子量33（4）Z均分子量用超速離心法測定。

Zi=wiMi34（4）Z均分子量34例題:聚合物樣品中含有n1=1mol,M1=104

n2=1mol,M2=105

計算：

解：35例題:聚合物樣品中含有n1=1mol,M1=104

設α＝0.8從上式計算來看，對于分子量不均一的聚合物對于分子量均一的聚合物

36設α＝0.8從上式計算來看，對于分子量不均一的聚2、聚合物的分子量分布由于高聚物分子量的多分散性，因此使數(shù)均分子量小于重均分子量，兩者之差隨著分散程度的增大而增大。（1）分子量分布指數(shù)（多分散系數(shù)）

D=1

均一分子量

D>1

分子量多分散性372、聚合物的分子量分布37（2）分子量分布曲線

38（2）分子量分布曲線一、高分子的化學結(jié)構(gòu)（一次結(jié)構(gòu)）

高分子化學結(jié)構(gòu)的多重性，包括：

1、結(jié)構(gòu)單元的連接形式

2、立體異構(gòu)

3、順反式結(jié)構(gòu)

4、支鏈

5、交聯(lián)

第三節(jié)39一、高分子的化學結(jié)構(gòu)（一次結(jié)構(gòu)）高分子化學結(jié)1、結(jié)構(gòu)單元的連接形式聚合物的序列結(jié)構(gòu)：指聚合物大分子結(jié)構(gòu)單元的連接方式。乙烯基聚合物主要是頭-尾連接，少量頭-頭和尾-尾。例如：聚丙烯（CH2-CH）nCH3401、結(jié)構(gòu)單元的連接形式40頭—頭頭—尾尾—尾41頭—頭頭—尾尾—尾41

2、立體異構(gòu)大分子結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的取代基可能有不同的排列方式形成立體異構(gòu)包括:等規(guī)（全同）、間規(guī)（間同）、無規(guī)立構(gòu)。422、立體異構(gòu)4243433、順反式結(jié)構(gòu)主鏈中含有不飽和鍵時，可以出現(xiàn)順式和反式結(jié)構(gòu)。順式1，4-聚丁二烯

（橡膠）反式1，4-聚丁二烯

（塑料）443、順反式結(jié)構(gòu)順式1，4-聚丁二烯反式1，4-聚丁二烯44

4、支鏈（branchedchain）——

支化高分子（接枝高聚物）長支鏈、短支鏈、樹枝支鏈

LDPE（低密度聚乙烯）比

HDPE（高密度聚乙烯）的大分子鏈含有較多的支鏈。454、支鏈（branchedchain）——4546465、交聯(lián)（crosslinking）高分子鏈之間通過支鏈連接成一個三維網(wǎng)狀體型分子稱為交聯(lián)結(jié)構(gòu)。475、交聯(lián)（crosslinking）47二、分子的二次和三次結(jié)構(gòu)高分子主鏈中常有單鍵，如（C-C單鍵），單鍵的旋轉(zhuǎn)使高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生變化，當完全伸展時為鋸齒狀，也可以是無規(guī)纏結(jié)的柔軟線團、折疊鏈或螺旋狀等。這種單個分子鏈的構(gòu)象結(jié)構(gòu)稱為二次結(jié)構(gòu)。48二、分子的二次和三次結(jié)構(gòu)高分子主鏈中常有單鍵，

高分子鏈之間堆聚在一起可以有許多形式，可以是完全無規(guī)的無定形結(jié)構(gòu)，也可以是有規(guī)的結(jié)晶，甚至二重螺旋結(jié)構(gòu)，更多的為半結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這種高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)稱為三次結(jié)構(gòu)。49高分子鏈之間堆聚在一起可以有許多形式，可以是完5050蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖51蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖51二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)52二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)52高分子化學的主要任務就是：合成具有指定化學結(jié)構(gòu)及分子量大小、分子量分布的聚合物。53高分子化學的主要任務就是：53第四節(jié)高聚物的命名一、根據(jù)來源或制法命名很多聚合物的名稱是簡單的由單體或假想單體名稱前加一個“聚”字而來，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚甲基丙稀酸甲酯、聚乙烯醇等。這種命名方法使用方便，又能把單體原料來源標明，所以已廣泛應用。第四節(jié)54第四節(jié)高聚物的命名一、根據(jù)來源或制法命名第四節(jié)54二、根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名

很多縮合聚合物是兩種單體通過官能團間縮合反應制得的，在結(jié)構(gòu)上與單體有了差別。因此可根據(jù)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)來命名，前面冠以“聚”字。例如由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，由己二胺和乙二酸反應制備的叫聚己二酰乙二胺等等。55二、根據(jù)聚合物的結(jié)構(gòu)特征命名很多縮合聚合物是兩種單體三、根據(jù)商品命名1、用有機玻璃稱呼聚甲基丙烯酸類聚

合物2、塑料類聚合物常加后綴“樹脂”3、將橡膠類的聚合物加上后綴“橡膠”4、將應用作為纖維類的，在我國是用“綸”作后綴的。

5、直接引用的國外商品名稱音譯56三、根據(jù)商品命名1、用有機玻璃稱呼聚甲基丙烯酸類聚56四、IUPAC的系統(tǒng)命名法

為了避免聚合物命名中的多名稱或不確切而帶來的混亂，國際化學和應用化學聯(lián)合會（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry）提出了以結(jié)構(gòu)為基礎的系統(tǒng)命名法，其主要原則為：57四、IUPAC的系統(tǒng)命名法為了避免聚合物命名中的（1）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。（3）按小分子有機化合物的IUPAC命名法來命名這個重復單元。（4）在此重復單元命名前加一個“聚”字。按IUPAC命名比較嚴謹，但太繁瑣。除學術(shù)界正式命名外尚不普及，IUPAC不反對繼續(xù)使用習慣命名。58（1）確定聚合物的最小重復單元。58第五節(jié)高聚物合成方法一、按單體和聚合物在組成和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化分類1、加聚反應（additionpolymerigation）

烯類單體，通過打開雙鍵互相聯(lián)結(jié)起來而形成聚合物的反應。

例如:聚苯乙烯的合成第五節(jié)59第五節(jié)高聚物合成方法一、按單體和聚合物在組成和結(jié)構(gòu)上發(fā)第五2、縮聚反應（polycondensation）縮聚反應通常是經(jīng)由單體分子的官能團間的反應，在形成縮聚物的同時，伴有小分子副產(chǎn)物的失去。

例如:己二胺與己二酸的縮聚反應602、縮聚反應（polycondensation）60

二、按聚合反應機理和動力學分類

1、鏈(增長）聚合（鏈式聚合，chaingrowthpolymerigation）

烯類單體的加聚反應，絕大多數(shù)屬于鏈增長聚合反應。反應過程中，反應體系始終由單體、高相對分子質(zhì)量聚合物和微量引發(fā)劑組成，沒有中間產(chǎn)物。61二、按聚合反應機理和動力學分類1、鏈(增長）聚合（鏈式聚2、逐步（增長）聚合（stepgrowthpolymerigation）逐步聚合沒有活性中心，它是通過一系列單體上所帶的能相互反應的官能團間的反應逐步實現(xiàn)的。絕大多數(shù)縮聚反應以及合成聚氨酯的聚加成反應等等都是逐步增長聚合反應。622、逐步（增長）聚合（stepgrowth62高分子化學

PolymerChemistry主講教師：余木火、顧莉琴東華大學材料學院63高分子化學

PolymerChemistry主講化學分析化學無機化學有機化學物理化學高分子化學64化學分析化學無機化學有機化學物理化學高分子化學2高分子化學第一章緒論第一節(jié)高分子科學研究的范圍和內(nèi)容第二節(jié)高分子化合物的基本概念第三節(jié)高聚物的結(jié)構(gòu)第四節(jié)高分子化合物的命名第五節(jié)高聚物合成方法簡介65高分子化學第一章緒論3一、高分子科學的研究范圍衣：棉、麻、絲、毛及合成纖維食：糧食（淀粉）；肉、蛋（蛋白質(zhì)）?。耗静?、塑料、粘合劑、涂料行：汽車、自行車用的輪胎、塑料等航天、航空中的復合材料這些材料都是高分子化合物第一節(jié)一、高分子科學的研究范圍第一節(jié)675二、高分子科學研究的內(nèi)容PolymerChemistryTechnicPhysics68二、高分子科學研究的內(nèi)容PolymerChemistryPh1、高分子化學高分子化合物的合成

高分子的合成機理、動力學合成反應與高分子的分子結(jié)構(gòu)、相對分子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量分布之間的關(guān)系

高分子化合物的化學反應、改性、防老化等。691、高分子化學72、高分子物理高分子的表征高分子化合物的物理性質(zhì)高分子化合物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系3、高分子工程學高分子的生產(chǎn)工藝高分子產(chǎn)品的成型702、高分子物理8高分子科學把合成、結(jié)構(gòu)、性能和應用這四方面的研究用“四角關(guān)系”表示：合成結(jié)構(gòu)應用性能71高分子科學把合成、結(jié)構(gòu)、性能和應用這四方面的研究

高分子化學領域的研究目標：創(chuàng)造新物質(zhì)及提高已有物質(zhì)的性能。

高分子化學具體的研究思路：

研究高分子化合物的分子設計及合成；研究高分子合成、改性的新聚合反應、新聚合方法；研究高分子有序結(jié)構(gòu)及特定凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的控制合成或組裝方法。72高分子化學領域的研究目標：10三、高分子科學的發(fā)展概況與趨勢

1、高分子科學的發(fā)展概況

19世紀中葉以前

天然高分子的利用與加工19世紀中葉～20世紀30年代

天然高分子的改性1855年英國Parks由硝纖維素和樟腦制得賽璐塑料1883年法國deChardoniret發(fā)明了人造絲73三、高分子科學的發(fā)展概況與趨勢1、高分子科學的發(fā)展概況11

20世紀20年代

高分子概念的形成和高分子科學的出現(xiàn)

1920年德國staudinger

提出了高分子的長鏈結(jié)構(gòu)，形成高分子概念

20世紀初開始合成高分子

1907年酚醛樹脂

1927年聚氯乙稀

20世紀30年代高分子研究的發(fā)展時期

1938年尼龍（聚酰胺）661950年P(guān)AN(聚丙烯腈纖維）

1953年P(guān)ET（聚酯纖維）

1957年P(guān)P（聚丙烯纖維）7420世紀20年代12

2、我國高分子科學研究概況

中國的高分子科學研究起步于20世紀50年代初

1950年合成橡膠和纖維素化學的研究

1952年有機玻璃和尼龍-6

1953年高分子溶液性質(zhì)、高聚物粘彈性及高分子輻射化學的研究

50年代末高分子化學首先發(fā)展壯大并形成學科基本內(nèi)涵

60年代中高分子物理學科形成

80年代后期高分子工程領域初步形成學科基礎研究內(nèi)涵

752、我國高分子科學研究概況13

3、高分子在現(xiàn)代化建設中的重要作用

高分子材料生產(chǎn)的發(fā)展速度十分迅速塑料：每隔十年產(chǎn)品增加1倍合成橡膠：1970年世界總產(chǎn)量550萬噸

2000年世界總產(chǎn)量4400萬噸合成纖維：80年代中期年產(chǎn)量已超過其它各種天然纖維和人造纖維的總和

高分子材料在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、建筑、國防科學、衛(wèi)生醫(yī)藥、人民生活各個方面都得到廣泛的應用。763、高分子在現(xiàn)代化建設中的重要作用144、高分子化學的發(fā)展方向（1）對重要通用高分子的改進，提高其使用性能和附加值?；瘜W共聚、交聯(lián)、大分子基團反應物理共混、增強、增塑、復合差別化高分子復合材料774、高分子化學的發(fā)展方向15（2）高性能、功能高分子研究耐熱高分子材料：碳纖維、氟高分子、聚間苯二甲酰間苯二胺高強高模：Kevlar、Nomax、聚乙烯功能高分子：光致導電、光致變色仿生高分子：人體胚器78（2）高性能、功能高分子研究16（3）高分子應用基礎和基礎理論的研究聚合理論、反應機理、聚合方法改性方法聚合反應引發(fā)體系新類型聚合物合成高分子設計理論返回79（3）高分子應用基礎和基礎理論的返回17一、高分子化合物的特征

1、分子量大低分子化合物：H2O18O232SO264高分子化合物：天然纖維素2,000,000

粘膠48,000～70,000PET20,000PVA75,000～80,000第二節(jié)80一、高分子化合物的特征1、分子量大高分子化合物：第二

2、大分子具有鏈狀結(jié)構(gòu)----

大分子由基本鏈節(jié)（結(jié)構(gòu)相同的、簡單的結(jié)構(gòu)單元）通過共價鍵或配位鍵重復連接而成。

例如：

812、大分子具有鏈狀結(jié)構(gòu)----大分子由基本鏈節(jié)（結(jié)

3、具有多分散性

分子量有大小，即分子量的多分散性%&&結(jié)構(gòu)也有差異，稱結(jié)構(gòu)多分散性

4、多種運動單元鏈段運動基團振動大分子運動（蠕動）823、具有多分散性20聚乙烯大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖83聚乙烯大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖21蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖84蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖22二、高分子的一些基本概念

1、單體（monomer）能夠形成聚合物中結(jié)構(gòu)單元的小分子化合物稱為單體。

例如：氯乙烯

2、聚合物（highpolymer）由相同的化學結(jié)構(gòu)多次重復通過共價鍵或配位鍵連接而成的高分子化合物，稱聚合物。85二、高分子的一些基本概念1、單體（monomer）23

3、單體單元（monomerunit）由氯乙烯單體反應得到的聚氯乙稀，其結(jié)構(gòu)單元的元素、組成和排列都與單體相同，僅電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，故又稱單體單元。

4、結(jié)構(gòu)單元（structureunit）聚氯乙稀這樣的聚合物，括號內(nèi)的化學結(jié)構(gòu)稱為結(jié)構(gòu)單元。863、單體單元（monomerunit）24

5、重復單元（repeatingunit）聚氯乙稀分子鏈可以看作結(jié)構(gòu)單元多次重復構(gòu)成，因此括號內(nèi)的化學結(jié)構(gòu)也可稱為重復單元或鏈節(jié)（chain

element）。

6、聚合度（degreeofpolymerigation）重復單元的數(shù)目，表征聚合物分子量大小的一個物理參數(shù)。875、重復單元（repeatingunit）25還有一類聚合物是由兩種單體聚合生

成高分子，如由己二胺和己二酸縮聚生成

的聚己二酰己二胺（尼龍66）

這類聚合物的結(jié)構(gòu)單元和重復單元含義不一樣，也不存在單體單元。88還有一類聚合物是由兩種單體聚合生

成高分子，如由己二胺三、分子量及分子量分布

分子量是聚合物的重要結(jié)構(gòu)指標，只有分子量很高的聚合物才具有高的機械強度。89三、分子量及分子量分布分子量是聚合物的重要結(jié)隨著分子量增加（AB段），機械強度增加，但過了B點后，再提高分子量，強度上升很慢，C點為強度的飽和點。90隨著分子量增加（AB段），機械強度增加，但過了91291、聚合物的平均分子量

由于測定分子量的方法有多種，各種方法符合不同的統(tǒng)計數(shù)學模型，測定的統(tǒng)計平均值互不相等。

921、聚合物的平均分子量30

常見的分子量有以下幾種：（1）數(shù)均分子量

物理意義：是各種不同分子量的分子所占的分數(shù)與其相對應的分子量乘積的總和。

測定方法：聚合物稀溶液的冰點降低、沸點升高、滲透壓法和端基滴定法。

其中：分子量為Mi的大分子有ni個，相應的分子分數(shù)為Ni。93常見的分子量有以下幾種：31（2）重均分子量等于分子量乘上相應重量分數(shù)的加和用光散射法測定其中：分子量為Mi的大分子重量為wi，相應的重量分數(shù)為Wi。94（2）重均分子量32（3）粘均分子量用聚合物稀溶液的特性粘度測定。一般情況下，0.5<α<0.9

若α=1則Mη=Mw95（3）粘均分子量33（4）Z均分子量用超速離心法測定。

Zi=wiMi96（4）Z均分子量34例題:聚合物樣品中含有n1=1mol,M1=104

n2=1mol,M2=105

計算：

解：97例題:聚合物樣品中含有n1=1mol,M1=104

設α＝0.8從上式計算來看，對于分子量不均一的聚合物對于分子量均一的聚合物

98設α＝0.8從上式計算來看，對于分子量不均一的聚2、聚合物的分子量分布由于高聚物分子量的多分散性，因此使數(shù)均分子量小于重均分子量，兩者之差隨著分散程度的增大而增大。（1）分子量分布指數(shù)（多分散系數(shù)）

D=1

均一分子量

D>1

分子量多分散性992、聚合物的分子量分布37（2）分子量分布曲線

100（2）分子量分布曲線一、高分子的化學結(jié)構(gòu)（一次結(jié)構(gòu)）

高分子化學結(jié)構(gòu)的多重性，包括：

1、結(jié)構(gòu)單元的連接形式

2、立體異構(gòu)

3、順反式結(jié)構(gòu)

4、支鏈

5、交聯(lián)

第三節(jié)101一、高分子的化學結(jié)構(gòu)（一次結(jié)構(gòu)）高分子化學結(jié)1、結(jié)構(gòu)單元的連接形式聚合物的序列結(jié)構(gòu)：指聚合物大分子結(jié)構(gòu)單元的連接方式。乙烯基聚合物主要是頭-尾連接，少量頭-頭和尾-尾。例如：聚丙烯（CH2-CH）nCH31021、結(jié)構(gòu)單元的連接形式40頭—頭頭—尾尾—尾103頭—頭頭—尾尾—尾41

2、立體異構(gòu)大分子結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的取代基可能有不同的排列方式形成立體異構(gòu)包括:等規(guī)（全同）、間規(guī)（間同）、無規(guī)立構(gòu)。1042、立體異構(gòu)42105433、順反式結(jié)構(gòu)主鏈中含有不飽和鍵時，可以出現(xiàn)順式和反式結(jié)構(gòu)。順式1，4-聚丁二烯

（橡膠）反式1，4-聚丁二烯

（塑料）1063、順反式結(jié)構(gòu)順式1，4-聚丁二烯反式1，4-聚丁二烯44

4、支鏈（branchedchain）——

支化高分子（接枝高聚物）長支鏈、短支鏈、樹枝支鏈

LDPE（低密度聚乙烯）比

HDPE（高密度聚乙烯）的大分子鏈含有較多的支鏈。1074、支鏈（branchedchain）——45108465、交聯(lián)（crosslinking）高分子鏈之間通過支鏈連接成一個三維網(wǎng)狀體型分子稱為交聯(lián)結(jié)構(gòu)。1095、交聯(lián)（crosslinking）47二、分子的二次和三次結(jié)構(gòu)高分子主鏈中常有單鍵，如（C-C單鍵），單鍵的旋轉(zhuǎn)使高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生變化，當完全伸展時為鋸齒狀，也可以是無規(guī)纏結(jié)的柔軟線團、折疊鏈或螺旋狀等。這種單個分子鏈的構(gòu)象結(jié)構(gòu)稱為二次結(jié)構(gòu)。110二、分子的二次和三次結(jié)構(gòu)高分子主鏈中常有單鍵，

高分子鏈之間堆聚在一起可以有許多形式，可以是完全無規(guī)的無定形結(jié)構(gòu)，也可以是有規(guī)的結(jié)晶，甚至二重螺旋結(jié)構(gòu)，更多的為半結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這種高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)稱為三次結(jié)構(gòu)。111高分子鏈之間堆聚在一起可以有許多形式，可以是完11250蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖113蛋白質(zhì)大分子空間結(jié)構(gòu)

示意圖51二級結(jié)構(gòu)