第十章其他类有机化合物第三节高分子化合物（课件）《有机化学》教学同步（化学工业出版社）

第十章其他类有机化合物 第三节高分子化合物 有机高分子化合物概论 高分子化合物的结构和性能 重要的高分子材料 化学与有机高分子材料 高分子化合物(polymer;macromolecular compound)是由许多原子彼此以共价键聚合而成的大分子化合物，所以高分子化合物又称为聚合物或高聚物。 如： 聚氯乙烯 分子量 5 ~ 15万 聚苯乙烯 1 ~ 30万 纤维素 5 ~ 40万 蛋白质 0.5 ~ 几百万 有机高分子化合物概论 高分子化合物分子量很大,但组成简单,如聚氯乙烯的结构式为: 它是由结构单元 重复连接而 成，这种结构单元又称链节(chain unit)。一个分子中链节的数目以符号n表示，称为高分子化合物的聚合度(degree of polymerization)。 用来聚合成高分子化合物的原料称为单体(monomer)。如聚氯乙烯的单体就是氯乙烯 CH2= CH 聚氯乙烯分子的结构式可简写为: 当n=320时，聚氯乙烯的分子量为2万。 实际上高分子化合物是由许多链节相同而聚合度不同的分子所组成的混合物。 n Cl ׀ 聚合反应分为： (1) 加成聚合 （简称加聚） （简称缩聚） (2) 缩合聚合 由一种或多种具有不饱和键的单体或环状化合物，在一定条件下，打开不饱和键或开环相互连结成聚合物的反应称为加聚反应。 在加聚反应中没有副产物，所生成的聚合 物与单体具有相同的组成。 1.加聚反应 例如：乙烯类单体： 在光、热或引发剂作用下，双键中的键被打开。发生加聚反应。 加成聚合 由一种或多种单体相互作用生成聚合物，同时还有低分子化合物如H2O、NH3 等生成的一类反应称为缩聚反应。 例如:己二酸与己二胺缩聚成聚酰胺(尼龙-66) 缩合聚合 nH2N(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOH————— H[-NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO-]nOH + (2n-1) H2O 2. 缩聚反应 3. 有机高分子化合物的命名与分类 由一种单体聚合而成的高聚物在单体的名称前面冠以“聚”字。例如：聚乙烯、聚氯乙烯等。 由两种以上单体聚合得到的聚合物常用习惯命名或采用商品名，如：苯酚与甲醛的聚合物称酚醛树脂，聚酰胺称锦纶-66或尼龙-66，也有用符号表示，如PE表示聚乙烯，PVC表示聚氯乙烯。 国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）曾提出以结构为基础的系统命名法，科学严谨，但较繁琐，目前一直没得到普遍采用。 4. 有机高分子化合物的分类 高分子化合物的分类方法很多，常见有： (1)按分子的形状分类：线型和体型； (2)按合成方法分类：加聚高聚物和缩聚高 聚物: (3)按材料的性能分类：塑料、橡胶、纤维等; (4)按热性能有：热固性高聚物和热塑性高聚物； (5)按高聚物分子的化学组成有：碳链、杂链、 元素有机高聚物和 无机高聚物。 线型结构：分子是由许多链节连成一个长链形大分子，其特点是：长度通常是直径的几万倍。整个大分子易卷曲呈不规则的线团状。 体型结构：是分子链与分子链之间被许多链节“交联”而形成的网状结构。 高分子化合物的结构和性能 C1 C2 C3 C4 x y z 单键 旋 转 示 意图 线性高分子化合物除了分子链可以运动外，分子链中的每个链节以单键相连可自由旋转，从而使一个分子链的空间形状不是固定的，而是不断变化的。 高分子链中单键能自由旋转从而使高分子链具有强烈卷曲倾向的性质，称为链节的柔顺性。 非晶体高分子化合物没有一定的熔点，在不同的温度下，可呈现出三种不同的物理形态，即玻璃态、高弹态和粘流态。