高分子科學(xué)基礎(chǔ)總結(jié)(1)

2024年3月14日發(fā)(作者：保證的近義詞)

高分子科學(xué)基礎(chǔ)總結(jié)

第一章 緒論

1.高分子：也稱聚合物分子或大分子，分子量較高(一般為104～106)，其分子

結(jié)構(gòu)必須是由許多相同的、簡單的基本單元通過共價鍵重復(fù)連接而成的。

2.聚合物：也稱高分子化合物，是由許多單個聚合物分子（高分子）組成的物質(zhì)。

3.單體：能夠進行聚合反應(yīng)，并形成高分子中基本結(jié)構(gòu)組成單元的小分子化合物。

4.重復(fù)單元：高分子鏈上化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)均可重復(fù)的最小單元，也稱鏈節(jié)。

5.結(jié)構(gòu)單元：由一種單體分子通過聚合反應(yīng)而進入聚合物重復(fù)單元的那一部分叫

做結(jié)構(gòu)單元。

6.單體單元：與單體的元素組成和排列相同，只是電子結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)單元。

7. 聚合物的多分散性：聚合物是由一系列不同分子量（或聚合度）的同系物高

分子組成的混合物，這些同系物高分子之間的分子量差為重復(fù)單元分子量的倍

數(shù)，這種同種聚合物分子小不一的特性稱為聚合物的多分散性。

8.聚合反應(yīng)分類：

（1）根據(jù)單體與其生成的聚合物之間在分子組成與結(jié)構(gòu)上的變化把聚合反應(yīng)分

為加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。

（2）根據(jù)反應(yīng)機理和動力學(xué)性質(zhì)的不同，分為逐步聚合反應(yīng)和鏈式聚合反應(yīng)

9.聚合物的分類：

a.按主鏈元素組成：碳鏈高分子：主鏈完全由C原子組成。

雜鏈高分子：構(gòu)成主鏈的元素除C外，還含O,N,S,P等一些雜

原子。

元素有機高分子:主鏈無碳原子，完全由 Si,B,Al,O,Ti, N,S,P

等雜原子組成，但側(cè)基卻是含C,H,O 的有機基團。

b.按性質(zhì)和用途：塑料，纖維，橡膠，涂料，膠黏劑，功能高分子。

第二章 逐步聚合反應(yīng)

1. 逐步聚合反應(yīng)：由低分子化合物經(jīng)多次逐步進行的相似的化學(xué)反應(yīng)形成大分

子的過程。

2. 縮聚反應(yīng)：縮合聚合反應(yīng)的簡稱，是指帶有兩個或兩個以上官能團的單體經(jīng)

過許多次的 重復(fù)縮合反應(yīng)而逐步形成聚合物的過程。

3. 單體官能度（f )：一個單體分子中能參與聚合反應(yīng)的官能團數(shù)目稱為單體官

能度，以f 表示。

4. 平均官能度( f )： 是指聚合反應(yīng)體系中實際上能參與聚合反應(yīng)的官能

團數(shù)相對于體系中單體分子總數(shù)的平均值，用f 表示。

5. 反應(yīng)程度（P ）：在給定時間內(nèi)已參加反應(yīng)的官能團數(shù)與起始官能團數(shù)的比值。

6. 官能團等活性概念：不同鏈長的官能團，具有相同的 反應(yīng)能力及參與反應(yīng)的

機會，官能團的活性基本相同。

7.線型縮聚反應(yīng)：參加縮聚的單體都含有2個官能團，反應(yīng)時分子沿著鏈端向兩

個方向增長，形成線型縮聚物。

8.體型縮聚反應(yīng)：參加反應(yīng)的單體中至少有一種含有兩個以上官能團，反應(yīng)時分

子向兩個以上方向增長，形成體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)縮聚物。

9.凝膠化現(xiàn)象：體型縮聚反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)程度達到某一數(shù)值時，體系粘度突然增大，

出現(xiàn)不溶不熔具有交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性凝膠的過程。

10.凝膠點：開始出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象時的臨界反應(yīng)程度叫做凝膠點（Pc）。

11. 熔融聚合：是指聚合體系中只加單體和少量的催化劑，不加入任何溶劑，聚

合過程中原料單體和生成的聚合物均處于熔融狀態(tài)下進行的聚合反應(yīng)。

12. 界面縮聚: 界面縮聚是將兩種單體分別溶于兩種不互溶的溶劑中，再將這兩

種溶液倒在一起，在兩液相的界面上進行縮聚反應(yīng)。

13．逐步聚合反應(yīng)類型：縮合聚合和 逐步加成聚合

14. 縮聚反應(yīng)分類：

(1)參加反應(yīng)的單體種類：均縮聚：只有一種單體參加的縮聚反應(yīng)

混縮聚：由兩種對稱性雙官能團單體參加的縮聚反應(yīng)。

共縮聚：a.均縮聚體系+相同類型的第二種單體

b.混縮聚體系+第三（甚至第四）種單體

(2)縮聚產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)：線型縮聚反應(yīng)和體型縮聚反應(yīng)

(3)反應(yīng)的熱力學(xué)特征：平衡縮聚和不平衡縮聚

15.控制線型縮聚物分子量兩種方法：

A.調(diào)節(jié)原料單體、官能團非等摩爾比配料，使某種官能團過量，生成聚合

物兩端具有相同官能團；

B. 加入少量單官能團物質(zhì)，對分子鏈進行端基封鎖。

16. Carothers方程：凝膠點 Pc=2/f

17. 逐步聚合反應(yīng)的實施方法:

（1）熔融聚合：是指聚合體系中只加單體和少量的催化劑，不加入任何溶劑，

聚合過程中原料單體和生成的聚合物均處于熔融狀態(tài)下進行的聚合反應(yīng)。

（2）溶液聚合：是指單體加適當(dāng)催化劑，在溶劑中進行聚合反應(yīng)的一種實施方

法。其溶劑可以是單一的，也可以是幾種溶劑混合

（3）. 界面縮聚: 界面縮聚是將兩種單體分別溶于兩種不互溶的溶劑中，再將這

兩種溶液倒在一起，在兩液相的界面上進行縮聚反應(yīng)。

（4）固相聚合：單體或預(yù)聚物在固態(tài)條件下的縮聚反應(yīng)。主要應(yīng)用于熔點高的

單體或部分結(jié)晶低聚物的后聚合反應(yīng)。

18. 平均官能度與縮聚產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形態(tài)的關(guān)系:

（1） f ＞2 時， Pc＜1 ，發(fā)生凝膠化，生成體型聚合物；

（2） f =2 時， Pc=1 ，不會凝膠化，生成線型聚合物；

（3） f ＜ 2 時， Pc ＞ 1 ，不能進行縮聚反應(yīng)。

19. 影響縮聚平衡的因素 ：

（1）溫度：溫度對平衡常數(shù)影響不大，對聚合度影響也較小， 但 是T ↑ 反

應(yīng)速率↑縮短反應(yīng)達到平衡的時間t平衡↓ ，同時由于T ↑體系粘度↓ ，有

利于小分子副產(chǎn)物的排除， Xn ↑，而反應(yīng)達到平衡后T ↑ 副反應(yīng)↑ Xn ↓

（2）壓力：降低壓力有利于小分子副產(chǎn)物的排除使平衡向生成大分子的方向移

動。

（3）反應(yīng)程度：按官能團等活性理論，溫度不變，平衡常數(shù)應(yīng)不隨反應(yīng)程度（P ）

而改變。但實際反應(yīng)后期，P ↑ Xn ↑官能團反應(yīng)活性↓K ↑

20.舉例說明形成線型縮聚物的條件

例子： n H2N(CH2)6NH2 + n HOOC(CH2)4COOH----》

H-[HN(CH2)6NH-OC(CH2)4CO]n-OH + (2n-1) H2O

條件;