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7.1高分子化合物的基本概念高分子化学:研究高分子合成和反应的学科概念性强而又实际的学科高分子化合物(简称高分子、高聚物或聚合物):分子量为104~106.由许多相同的、结构简单的单元(unit)通过共价键(covalentbond)重复键接而成的化合物。尼龙(nylon)-66分子(2万)单体(monomer):合成聚合物的低分子的原料。结构单元(structuralunit):单体在大分子链中形成的单元。尼龙—66:结构单元≠重复单元,无单体单元聚合度(degreeofpolymerization):高分子大小的度量。聚合度与高聚物相对分子质量的关系:M_高聚物的相对分子质量;M0_高聚物的结构单元或连接的式量。以重复单元数为基准:以结构单元数为基准:聚合物是不同聚合度的同系物的混合物聚氯乙烯:尼龙-66:聚合物的分子量(molecularweight):重复单元的分子量与重复单元数的乘积或结构单元分子量与结构单元数的乘积。高分子化合物:是多种原子以相同的多次重复的小分子通过共价健连接起来的分子量在104~106的化合物。聚合物最基本特征——分子量大聚合物作为材料许多优良性能都与分子量有关如:抗张强度(tensilestrength)、冲击强度(impactstrength)、断裂伸长(breakingelongation)可逆弹性(reversibleelasticity)A点——最低聚合度,低于此值时,聚合物完全没有强度,许多乙烯类聚合物在100以上。当超过此值时,强度急剧上升,达到临界点B后,强度上升又变缓慢。B点——临界聚合度,许多乙烯类聚合物约为400以上。低分子化合物——固定分子量水:18,甲烷(methane):16,甘油(glycerin):92高分子化合物(聚合物)——在聚合过程中,由于反应几率的不同,即使是“纯粹”的聚合物,也是由分子量不等的同系物组成,即分子量为一平均值。平均分子量的数值与测定和统计方法有关。(1)数均分子量(number-averagemolecularweight)数均分子量的物理意义:试样总质量按分子总数来平均。测定方法:利用物化中的依数性(colligativeproperty)(与分子数有关的性质)所测得的分子量均为数均分子量。如:端基分析(endgroupanalysis)、沸点升高(boilingpointelevation)、冰点下降(loweringoffreezeingpoint)、蒸气压(vaporpressure)、渗透压(osmoticpressure)等。低分子部份对数均分子量有较大的贡献。(2)重均分子量(weight-averagemolecularweight)重均分子量的物理意义——由各级分重量来平均的分子量测定方法:凡是利用与分子重量有关的性质测得的分子量是重均分子量,如光散射法(lightscatteringmethod)等。高分子部份对重均分子量有较大的贡献。α:高分子稀溶液特性粘度(inherentviscosity),分子量关系式中的指数,一般在0.5~0.9之间。单分散性聚合物:DI=1;缩聚物(如聚酯、聚酰胺等):DI值较小;加聚物(如聚丙烯腈、聚氯乙烯等):DI值较大;阴离子聚合的聚苯乙烯:DI值为1.02~1.20,可作标样。常见聚合物DI值:2~501按成品的性能与用途分特点:弹性模量大;形变小;强度高;分子量小(一般为几万)。分类:塑料(plastics):塑性:受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态的行为。定义:具有塑性行为的材料特点:弹性模量介于橡胶和纤维之间;形变量中等。分类:塑料、橡胶、纤维的区分:分子量大小、形变能力等的不同,但并无严格界限。聚氯乙烯:既是典型的塑料,又可纺丝制成纤维(氯纶)。聚丙烯:是常见的塑料制品,也可制成丙纶纤维。聚酰胺(polyamide):既可作工程塑料使用,又可作合成纤维使用1.2按主链(mainchain)结构分1)碳链(carbonchain)聚合物:大分子主链由碳原子组成。绝大多数烯类(olefin)和二烯(diolefin)类聚合物2)杂链(heterochain)聚合物:主链上除C外还有O、N、S等杂原子。如:聚酯(polyester)、聚醚(polyether)、聚氨酯(polyurethane)、聚硫橡胶(thiorubber)等。3)元素有机聚合物(半有机高分子):主链上无碳原子,主要由硅、铝、氧、氮、硫等元素组成,但侧基由有机基团组成,如烷基、芳基等。如:有机硅橡胶。4)无机高分子:主链和侧基均无碳原子。1.3按高聚物的