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25页高分子化学总结高分子化学总结精选八篇 篇一 :高分子化学知识点总结第一章 绪论1.1 高分子的基本概念高分子化学:研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学单体:能通过相互反应生成高分子的化合物高分子或聚合物(聚合物、大分子):由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物相对分子质量低于1000的称为低分子相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物 主链:构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合侧链或侧基:连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支链支链可以较小,称为侧基;也可以较大,称为侧链端基:连接在主链末端原子上的原子或原子集合重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元,可简称重复单元,又可称链节 结构单元:单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~)单体单元:聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应连锁聚合:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合 加聚反应:即加成聚合反应, 烯类单体经加成而聚合起来的反应加聚反应无副产物缩聚反应:缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应该反应常伴随着小分子的生成1.2 高分子化合物的分类1) 按高分子主链结构分类:可分为:①碳链聚合物:大分子主链完全由碳原子组成的聚合物②杂链聚合物:聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮,硫等杂原子③元素有机聚合物:聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成④无机高分子:主链与侧链均无碳原子的高分子…… …… 篇二 :高分子化学知识点○逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长,绝大 多数缩聚反应都属于逐步聚合 ○连锁聚合:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合烯类单体的加 聚反应大部分属于连锁聚合连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不 同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合 ○热塑性聚合物:能溶于适当溶剂中,加热时可熔融塑化,冷却时则固 化成型,如涤纶,尼龙等。
热塑性聚合物可以重复加工成型 ○热固性聚合物: 加热条件下发生了交联反应, 形成了网状或体型结构, 再加热时不能熔融塑化,也不溶于溶剂热固性聚合物一经固化,就不 能进行二次加工成型,如酚醛树脂,硫化橡胶 ○无规预聚物:预聚物中未反应的官能团呈无规排列,经加热可进一步 发生交联反应的预聚物称做无规预聚物,这类预聚物由单体直接合成, 通过控制聚合温度控制反应阶段 ○结构预聚物:具有特定的活性端基或侧基的预聚物称为结构预聚物, 其往往是线形低聚物,分子量从几百至几千不等,它本身不能进一步聚 合或交联,必须另加交联剂,催化剂等才能交联 ○引发剂效率(?):引发剂分解生成初级自由基总量中真正用于与单体反 应最后生成单体自由基并开始链增长反应的自由基的百分数,?﹤1 ○构型:指分子中原子由化学键固定在空间排布的结构,固定不变,要 改变构型,必须经化学键的断裂和重组 ○构象:由于 σ 单键的内旋转而产生的分子在空间的不同形态,处于不 稳定状态,随分子的热运动而随机改变 ○动力学链长:每个活性种从引发阶段开始到终止阶段为止,所消耗的 单体分子数定义为动力学链长(ν) * ○光学异构:即分子中含手性原子(如手性碳 C ),使物体与其镜像不能 叠合,从而具有不同旋光性,这种空间排布不同的对映体称为光学异构 体,分 R(右)型和 S(左)型。
○几何异构:又称顺反异构,是指分子中存在双键或环,使某些原子在 空间的位置不同而产生的立体异构 ○遥爪聚合物:在聚合物分子链两端各带有特定官能团、能通过这些反 应性端基进一步聚合的高分子物质 ○链转移常数:是链转移速率常数 ktr 和增长速率常数 kp 之比,代表链转 移反应与链增长反应的竞争能力表明了链转移反应发生的难易,C 越 大,链转移反应越易发生,该化合物的链转移能力越大 ○动力学链长:每个活性种从引发开始到链终止所消耗的单体分子数定 义为动力学链长 ν,动力学链在链转移反应中不终止 ○定向聚合:也称有规立构聚合,指形成有规立构聚合物的聚合反应, 配位络合引发剂是重要的条件 ○配位聚合:是指单体分子首先在活性种的空位处配位,形成某些形式 (σ-π)的配位络合物 随后单体分子插入过渡金属(Mt)-碳(C)键中增长形成 大分子的过程这种聚合本质上是单体对链增长 Mt-R 键的插入反应, 所以又常称插入聚合 ○反应程度:用 p 表示,指的是参加反应的基团数(N0-N)占起始基团数 N0 的分数 ○聚合度:衡量聚合物分子大小的指标以重复单元数为基准,即聚合 物大分子链上所含重复单元数目的平均值,以 DP 表示;以结构单元数 为基准,即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值,以 X n 表示。
聚合物是由一组不同聚合度和不同结构形态的同系物的混合物所组成, 因此聚合度是一统计平均值 ○线形缩聚:参加反应的单体含有两个官能团,形成的大分子向两个方 向增长,得到线形缩聚物的反应,如涤纶、尼龙等线形缩聚的首要条 件是需要 2-2 或 2-官能度体系的单体作原料 ○体型缩聚:参加反应的单体至少有一种单体含有两个以上官能团并且 体系的平均官能度大于 2,在一定条件下能够生成三维交联结构聚合物 的缩聚反应,除了按线形缩聚外,侧基也能缩聚,先形成支链,进一步 形成体型结构 ○自动加速效应:又称为凝胶效应,主要是由体系粘度增加引起的,随 着聚合反应的进行,聚合反应速率不仅不随单体和引发剂浓度的降低而 减慢,反而增大的现象 ○自由基聚合的基元反应:自由基聚合是链式反应,至少由三个基元反 应组成:①链引发:引发剂分解成初级自由基,初级自由基与单体加成 形成单体自由基②链增长:单体自由基打开烯类分子的 π 键,加成,形 成新自由基,新自由基活性并不衰减,继续与烯类单体连锁加成,形成 结构单元更多的链自由基③链终止:单基终止,双基终止(偶合终止,歧 化终止)④还可能伴有链转移:链自由基还可能从单体,引发剂,溶剂或 大分子上夺取一个原子而终止,将电子转移到失去原子的分子而形成新 的自由基,继续新键的增长。
○烯丙基单体的自阻聚: 在自由基聚合中, 烯丙基单体的聚合速率很低, 并且往往只能得到低聚物,这是因为自由基与烯丙基反应时,存在加成 · · · 和转移两个反应: n +H2C=CH-CH2R→①Mn-CH2-CH -CH2R②MnH+[H 2C=CH-C H-R M · ? H2C =CH-CH2R],①加成反应的反应速率低,只能形成低聚物②转移反应 生成的烯丙基自由基是稳定的自由基,不能再引发单体, 而是相互终止, 或者与其它的链增长自由基终止,相当于阻聚剂的阻聚作用,所以丙烯 和异丁烯单体自由基聚合时,不能形成高聚物,只能形成低聚物 ○单体:指能形成聚合物的低分子化合物或反应物,工业生产则称为原 料 ○单体单元:与单体中原子种类及个数相同的结构单元,仅电子结构有 所变化 ○结构单元:单体聚合后发生变化而后构成聚合物结构的组合单元 ○重复单元:指大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元,可能 与结构单元相同,也可能由 2 个或多个结构单元组成 ○链节: 重复单元或结构单元类似大分子链中的一个环节, 故俗称链节 ○自缩聚(均缩聚):通常为 aAb 型的单体进行的缩聚反应,其中 a 和 b 是 可以反应的官能团,如羟基酸或氨基酸的缩聚. ○混缩聚:通常为 aAa 和 bBb 的单体进行的缩聚反应,其中 a 和 b 是可 以反应的官能团,如己二酸和己二胺合成尼龙-66 的反应。
○共缩聚:通常为 aAc 型的单体(a 和 c 是不能反应的官能团,a 和 c 可以相 同)加入到其他单体所进行的自缩聚或混缩聚反应中进行的聚合反应, 共 缩聚反应通常用于聚合物的改性,如以少量丁二醇,乙二醇与对苯二甲 酸共缩聚,可以降低涤纶树脂的结晶度和熔点,增加柔性,改善熔纺性 能 ○几率效应:当聚合物相邻侧基作无规成对反应时,中间往往留有未反 应的孤立单个基团,最高转化程度因而受到限制的效应 ○邻近基团效应:高分子中原有基团或反应后形成的新基团的位阻效应 和电子效应,以及试剂的静电作用,均可能影响到邻近集团的活性和基 团的转化程度的效应_◇从原料配比、预聚物结构和类型、预聚条件、固化特性等方面来比较 碱催化和酸催化酚醛树脂?答:①碱催化:在碱存在下,苯酚处于共振 稳定的阴离子状态,邻对位阴离子与甲醛进行亲核加成,先形成邻对位 羟甲基酚在甲醛过量的条件下,苯酚与甲醛进行多次加成,形成一羟 甲基酚,二羟甲基酚,三羟甲基酚的混合物,羟基酚进一步相互缩合, 形成由亚甲基桥连接的多元酚醇 经过系列加成缩合反应, 就形成由二, 三环的多元酚醇组成的低分子量酚醛树脂,多元酚醇再稍加缩聚,可形 成固态的碱催化酚醛树脂。
碱性酚醛树脂中的反应基团无规排布,因而 称作无规预聚物,进一步加热可以直接交联固化②酸催化:在苯酚过 量的条件下,甲醛的羰基先质子化,而后在苯酚的邻对位进行亲电芳核 取代,形成邻对羟甲基酚进一步缩合成亚甲基桥,邻-邻,对-对或邻对随机连接酸催化的酚醛树脂是热塑性的结构预聚物,需要加入甲醛 或六亚甲基四胺才能交联 ◇形平衡缩聚条件下,聚合度与平衡常数、副产物残留量之间有何 关系? 答:性平衡缩聚条件下,聚合度与平衡常数,副产物残留量 之间有下列关系: X n =[K/(pnw)] 式中,nw 为生成小分子副产物的残留 量;K 为平衡常数;p 为反应程度因此,对于不同平衡常数的反应, 对副产物的残留量的要求不同①平衡常数小,如聚酯反应,K≈4,低 分子副产物水的存在限制了分子量的提高,要得到分子量高的聚合物, 须在高度减压条件下脱除小分子,减少小分子的残留量②平衡常数中 等,如聚酰胺化反应,K≈300~400,水对分子量有所影响聚合早期,可 在水介质中进行;聚合后期,须在一定的减压条件下脱水,提高反应程度 ③平衡常数很大,K﹥1000,允许小分子的残留量较大,如合成酚醛树脂 ◇按照聚合反应的机理和动力学,可将聚合反应分为哪两大类?从聚合 机理、分子量和转化率与反应时间的关系等方面比较这两类聚合反应的 特征差异。
答:①连锁聚合:有活性中心(自由基,阴离子,阳离子); 单体一经引发,迅速连锁增长,由链引发,增长及终止等基元反应组成, 各步反应速率和活化能差别很大;体系中只有单体和聚合物,无分子量 递增的中间产物;单体转化率随反应时间而增加,但聚合时间很短后其 相对分子质量就不随反应时间延长而增大②逐步聚合:无特定的活性中 心,往往是带官能团单体间的反应;反应逐步进行,每一步的反应速率和 活化能大致相同;体系由单体和分子量递增的一系列中间产物组成;单 体转化率基本与聚合时间无关,在短期内很高,但相对分子质量随着反应 的进行缓慢增大 ◇自由基聚合的实施方法主要有哪些,各有什么优缺点?答:A 本体聚 合是指不加其他介质,仅有单体本身和少量引发剂(或不加)的聚合 优点: 产物无杂质、纯度高、聚合设备简单缺点:本体聚合体系粘度大、散 热不易,轻则造成局部过热,使相对分子质量分布变宽,最后影响到聚 合物的机械强度,重则温度失控,引起爆聚B 溶液聚合是指单体和引 发剂溶于适当溶剂的聚合溶液聚合的组分是单体、引发剂和溶剂均 相溶液聚合: 生成的聚合物溶于溶剂的。












