高分子科学基础 第一章绪论
第 一 章 绪 论 高 分 子 科 学 基 础
11高分子科学简史 天然高分子 的直接利用 淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等 天然高分子 的化学改性 天然橡胶的硫化硝化纤维的合成等 高分子 合成 缩聚反应,自由基、配位、离子聚合等 高分子 时代
天 然 高 分 子 的 直 接 利 用 天 然 高 分 子 的 化 学 改 性 天然橡胶的硫化, 硝化纤维的合成等 淀粉、蛋白质、棉麻丝、竹、木等 缩聚反应，自由基、配位、离子聚合等 高 分 子 合 成 高 分 子 时 代 1.1 高 分 子 科 学 简 史
11高分子科学简史 Hermann staudinger:把“高分子”这个概念引进科学领域 并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系(1953年诺 贝尔奖)。 Carothers:建立缩聚反应理论。 Karl Ziegler, Giulio natta:乙烯、丙烯配位聚合(1963年诺 贝尔奖) Paul j. Flory:聚合反应原理、高分子物理性质与结构的关系 (1974年诺贝尔奖) Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J Heeger xg 导电聚合物的发现和发展(200年诺贝尔奖)
Hermann Staudinger : 把“高分子”这个概念引进科学领域， 并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系（1953年诺 贝尔奖）。 Carothers : 建立缩聚反应理论。 Karl Ziegler, Giulio Natta : 乙烯、丙烯配位聚合 （1963年诺 贝尔奖） Paul J. Flory : 聚合反应原理、高分子物理性质与结构的关系 （1974年诺贝尔奖）。 Hideki Shirakawa, Alan G. MacDiarmid, Alan J. Heeger ：对 导电聚合物的发现和发展（2000年诺贝尔奖）。 1.1 高 分 子 科 学 简 史
11高分子科学简史 高分子科学既是一门应用学科,也是一门基础学科,它是建立 在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基 础上逐渐发展而成的一门新兴学科。 研究聚合反应和高分子化学反应原理 高分子化学选择原料、确定路线、寻找催化剂、制 订合成工艺等。 研究聚合物的结构与性能的关系,为设 高分子科学高分子物理计合成预定性能的聚合物提供理论指导 是沟通合成与应用的桥梁。 高分子加工研究聚合物加工成型的原理与工艺
高 分 子 科 学 高 分 子 化 学 研究聚合反应和高分子化学反应原理， 选择原料、确定路线、寻找催化剂、制 订合成工艺等。 研究聚合物的结构与性能的关系，为设 计合成预定性能的聚合物提供理论指导， 是沟通合成与应用的桥梁。 高 分 子 物 理 高 分 子 加 工 研究聚合物加工成型的原理与工艺。 高分子科学既是一门应用学科，也是一门基础学科，它是建立 在有机化学、物理化学、生物化学、物理学和力学等学科的基 础上逐渐发展而成的一门新兴学科。 1.1 高 分 子 科 学 简 史
11高分子科学简史 “在人类历史上几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对 人类社会做出如此巨大的贡献” 制约因素:高分子制品废弃后对环境的污染 解决途径 (1)延长使用寿命:减少废弃 (2)回收利用:低性能应用;降解 (3)自然降解:自然分解回归自然
制 约 因 素 解 决 途 径 （1）延长使用寿命：减少废弃 （2）回收利用：低性能应用；降解 （3）自然降解：自然分解回归自然 ：高分子制品废弃后对环境的污染 “在人类历史上,几乎没有什么科学技术象高分子科学这样对 人类社会做出如此巨大的贡献.” 1.1 高 分 子 科 学 简 史
12高分子基本概念 根据 IUPAC1996年之建议: Excerpt from Pure Appl. Chem.1996,68,2287 嵩分子| Polymer molecule, Macromolecule 也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量,其结 构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实 际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。 CH2-CH-CH2-CH-CH2-CHTM. M -CH 实际上 C C C OH、概念上 H2C-CH 聚氯乙烯 聚乙烯醇CH2CH C OH
高 分 子 也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结 构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实 际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。 Polymer molecule, Macromolecule 根据IUPAC1996年之建议：Excerpt from Pure Appl. Chem. 1996, 68, 2287 - 2311 CH2 -CH CH2 -CH CH2 -CH Cl Cl Cl 1.2 高 分 子 基 本 概 念 CH2 CH OH 聚氯乙烯 H2 C CH 聚乙烯醇 Cl CH2 CH OH 实际上 概念上
12高分子基本概念 高分子化合物 Polymeric substance 或称聚合物,是由许多单个高分子(聚合物分子)组成的 物质。 聚合反应 小分子 高分子 Polymerization 单体 Monomer 能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元 的小分子
小 分 子 高 分 子 聚 合 反 应 Polymerization 单 体 能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元 的小分子。 高分子化合物 Polymeric Substance Monomer 或称聚合物，是由许多单个高分子（聚合物分子）组成的 物质。 1.2 高 分 子 基 本 概 念
12高分子基本概念 链原子 Chain atoms 构成高分子主链骨架的单个原子。 聚丙烯 聚乙二醇 HH HH C-C MrC-C-0-C-C-o-C-C-O H CH3 H CH3 H CH3 H HH 链单元 Chain units 白链原子及其取代基组成的原子或原子团。 HH HHHH HH CCO-CC-O-CC-O H CH3 H CH3 H CH3 HHHHHH
链 原 子 Chain Atoms 构成高分子主链骨架的单个原子。 链 单 元 Chain Units 由链原子及其取代基组成的原子或原子团。 聚丙烯 C C H H CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H 聚乙二醇 C H H C H H O C H H C H H O C H H C H H O C C H H CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H C H H C H H O C H H C H H O C H H C H H O 1.2 高 分 子 基 本 概 念
12高分子基本概念 结构单元 Constitutional Unit 构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团,可包含 个或多个链单元。 H CH3LH CH3 H CH3 重复结构单元 Constitutional Repeating Unit, CRU 重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。 HH HH thAcH HCH3HCH3‖HcH3 CH 3
构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一 个或多个链单元。 重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。 结 构 单 元 Constitutional Unit 重 复 结 构 单 元 Constitutional Repeating Unit, CRU C C H H CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H CH2 CH CH3 ( ) n C C H H CH3 H C H H C CH3 H C H H C CH3 H 1.2 高 分 子 基 本 概 念
12高分子基本概念 单体单元 Monomer(ic)Umi,mer 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。 聚合度 Degree of polymerization,DP 单个聚合物分子所含单体单元的数目 聚合物 单体 单体单元 聚合度 聚对苯二甲酸乙二酯, 涤纶,PET C HOCH2 CH2OH 2n fC- C-OCH2 CH2 On C-OCH2 CH2OH C-OCH2CH2O HO
单个聚合物分子所含单体单元的数目。 聚 合 度 Degree of Polymerization，DP 聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元。 单 体 单 元 Monomer(ic) Unit, mer C O C O ( OCH2CH2O ) n C O C O HO OH + HOCH2CH2OH C O C O OCH2CH2OH HO C O C O OCH2CH2O C O C O OCH2CH2O 聚合物 单 体 单体单元 聚合度 2n 聚对苯二甲酸乙二酯， 涤纶，PET n 1.2 高 分 子 基 本 概 念