高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材魏無際高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行高分子化合物的基本概念導(dǎo)論高分子合成反應(yīng)的分類高分子的結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)及其性能特征高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.1高分子科學(xué)的完善和發(fā)展高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1920年,日本科學(xué)家H.發(fā)表了知名的論文“論聚合”,首次給出了“大分子”概念。他覺得:天然橡膠、聚苯乙烯、聚甲醛這種物質(zhì)是具有長鏈結(jié)構(gòu)的大分子,這種長鏈大分子由小分子化合物互相之間以共價鍵重復(fù)聯(lián)接而成。這些通過共價鍵將小分子互相聯(lián)接形成長鏈大分子的過程稱為“聚合”。20世紀60年代是聚丁二烯、合成橡膠、工程塑膠,以及堿液聚合、配位聚合、離子聚合大發(fā)展的時代,與先前開發(fā)成功的聚合物品種、聚合方式結(jié)合在一起,產(chǎn)生了合成高分子全面繁榮的局面,這些全面發(fā)展的繁榮時代仍然持續(xù)到現(xiàn)今。
1.1.1高分子科學(xué)的發(fā)展歷史高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行步入21世紀后,在高分子科學(xué)的發(fā)展上出現(xiàn)了兩個新的動向,其二是向生命現(xiàn)象靠攏,其一是愈發(fā)精細化。對高分子空間結(jié)構(gòu)、超級結(jié)構(gòu)和高分子電解質(zhì)的研究發(fā)展致使生物高分子與合成高分子的距離縮小。高分子已除了用作以熱學(xué)特點為主的結(jié)構(gòu)材料,并且企圖用作各類功能材料。與這些動向相對應(yīng),詳盡研究高分子對電、光、熱、化學(xué)變化等各類剌激的響應(yīng),以及開拓能合成具備這種特點且結(jié)構(gòu)奇妙的高分子的特殊反應(yīng)則成為一個重要的研究方向。這些發(fā)展方向?qū)o高分子科學(xué)的發(fā)展帶來新的動力。1.1.2高分子科學(xué)體系及發(fā)展趨勢高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.2高分子化合物的基本概念高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行高分子化合物簡稱為高分子(或)。
高分子、大分子、聚合物和異戊二烯在大多數(shù)情況下具有相同的含意。它們之間沒有本質(zhì)區(qū)別,可以互相混用。并且,從嚴格的意義上講,大分子是分子量比較高的一類化合物的統(tǒng)稱,而聚合物指的是由結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)聯(lián)接而成的大分子。1.2.1高分子、大分子、聚合物和異戊二烯高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則質(zhì)量簡寫物理,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行(1)數(shù)均分子量(2)重均分子量1.2.2高分子的分子量及其多分散性高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.3高分子的分類與命名高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行實際過程都是不可逆的,實際功必將大于理想功,理想功與實際功之差稱為耗損功得知名的高烏斯托多拉(Gouy-)公式,在化工過程熱力學(xué)剖析中應(yīng)用極廣6.1.3不可逆過程的耗損功W高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.3.1.1按高分子的性質(zhì)和用途分類依據(jù)高分子材料的性質(zhì)和用途不同,可以將高分子分為合成樹脂和塑膠、橡膠、纖維等幾大類。
1.3.1.2按高分子的組成和結(jié)構(gòu)分類1.3.1高分子的分類詳見教材P7高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.3.1高分子的分類詳見教材P8高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.3.2高分子的命名(1)習(xí)慣命名法后綴法(2)按照商品命名(3)按照高分子的結(jié)構(gòu)特點來命名(4)IUPAC的系統(tǒng)命名法其主要原則為:確定高分子的最小重復(fù)單元;排好重復(fù)單元中次級單元的順序;按小分子有機化合物的IUPAC命名法則來命名這個重復(fù)單元;在此重復(fù)單元命名前冠以“聚”字高分子物理與化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,擬定出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.3.3高分子結(jié)構(gòu)式的書寫及英語簡寫1.3.3.1高分子的結(jié)構(gòu)式要注意以下幾點:將線型大分子側(cè)鏈上重復(fù)單元寫在方括弧或圓括弧內(nèi),括弧右下角寫出字母“n”或“m”等表示一個大分子所含重復(fù)單元的數(shù)量,最后寫出高分子的端基官能團或則加上表示分子鏈的腰線符號結(jié)構(gòu)單元和重復(fù)單元的確定必須遵循相應(yīng)的有機物理規(guī)則,結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部的碳、氧、氫原子的價態(tài)要正確,這種原子組成的官能團可以是基本方式,也可以是結(jié)構(gòu)式或則縮寫方式。
高分子物理與化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,擬定出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)高分子因為喪失了分子量和聚合度的意義,所以一般只需寫出才能代表高分子結(jié)構(gòu)的最小部份,而毋須寫出代表重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的括弧、腳標和端基,用代表分子鏈腰線符號表示高分子分子結(jié)構(gòu)的其余部份。對于聚合反應(yīng)方程式質(zhì)量簡寫物理,通常加聚反應(yīng)只需將單體物質(zhì)的量n與大分子重復(fù)單元的腳標,對應(yīng)即可;而對于酸酐反應(yīng),不僅單體物質(zhì)的量要與重復(fù)單元的腳標對應(yīng)外,由一種單體進行的均酸酐反應(yīng)生成的小分子物質(zhì)的量一般應(yīng)為(n-1)由兩種單體進行的混酸酐反應(yīng)生成的小分子物質(zhì)的量一般應(yīng)為(2n-1)。1.3.3高分子結(jié)構(gòu)式的書寫及英語簡寫高分子物理與化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,擬定出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.3.3.2高分子名稱的中文簡寫1.3.3高分子結(jié)構(gòu)式的書寫及英語簡寫詳見教材P11高分子物理與化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,擬定出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.4高分子合成反應(yīng)的分類高分子物理與化學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,擬定出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.4.1按元素組成和結(jié)構(gòu)變化關(guān)系分類依據(jù)高分子和單體元素組成和結(jié)構(gòu)的變化,將聚合反應(yīng)分成加聚反應(yīng)和三乙胺反應(yīng)兩大類。
單體加成而聚合上去的反應(yīng)稱為加聚反應(yīng),加聚反應(yīng)后的產(chǎn)物稱為加聚物。加聚物的元素組成與原料單體相同,僅僅是電子結(jié)構(gòu)有所改變。加聚物的分子量是單體分子量的整數(shù)倍,碳鏈高分子大多是烯類單體通過加聚反應(yīng)合成的。聚合反應(yīng)過程中,除產(chǎn)生高分子外,同時還有低分子副產(chǎn)物形成的反應(yīng),稱為異戊二烯反應(yīng)。酸酐反應(yīng)的主產(chǎn)物稱為異戊二烯物,根據(jù)單體中雙鍵的不同,低分子副產(chǎn)物可能是水、醇、氨和硝酸高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行按照反應(yīng)機理,將聚合反應(yīng)另外分成連鎖聚合反應(yīng)和逐漸聚合反應(yīng)兩大類。按機理將聚合反應(yīng)分成上述兩類反應(yīng)頗為重要,由于涉及反應(yīng)的本質(zhì),不像加聚和酸酐的界定逗留在方式上。按照兩類反應(yīng)的機理特點,就有可能根據(jù)共同的規(guī)律來控制聚合速度和分子量等重要指標。1.4.2按反應(yīng)機理分類高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行1.5高分子的結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)及其性能特征高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行高分子化合物的結(jié)構(gòu)與低分子化合物相比有很大不同,其主要特征如下:(1)分子的鏈結(jié)構(gòu)類型(2)結(jié)構(gòu)的不均勻性(3)分子鏈的柔性(4)高分子的匯聚態(tài)因為高分子結(jié)構(gòu)上的這種特性,高分子材料可以表現(xiàn)出許多小分子材料不具備的奇特性能,比如高分子具有良好的可塑性、成纖性、成膜性,高彈性和黏彈性等。
1.5.1高分子的結(jié)構(gòu)特征高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行在一般的氣溫下,高分子可以以固態(tài)存在,將其加熱到一定濕度后,熱塑性高分子會轉(zhuǎn)變?yōu)辄S白色的流體。固態(tài)高分子又可分為兩類,一類是晶態(tài)高分子,另一類是非晶態(tài)(無定形)高分子。由此可見,高分子處于不同水溫時會呈現(xiàn)出不同的熱學(xué)狀態(tài),因而表現(xiàn)出不同的熱學(xué)行為。這些熱學(xué)行為就決定了高分子的用1.5.2高分子的化學(xué)狀態(tài)高分子物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)因地制宜的原則,結(jié)合各部門項目歷史經(jīng)驗的積累,制訂出正確合理的項目施行流程,用高質(zhì)量的流程指導(dǎo)項目的施行