1.聚合物的基本概念
高分子：又稱聚合物分子，它具有較高的相對分子量，其結構必須由多個重復單元組成，而這些重復單元實際上或概念上衍生自相應的小分子。
高分子材料的優缺點：
機械性能：比強度高、韌性高、抗疲勞性能好，但易產生應力松弛和蠕變；
物理特性：密度低，電阻率高，熔點比金屬低，從而限制了應用領域；
反應性：大多數呈惰性且耐腐蝕，但粘附時需要表面處理。
2.聚合物的分類
1、按聚合物主鏈結構分類：
①碳鏈聚合物（-鏈）：大分子主鏈完全由碳原子組成的聚合物。
②雜鏈聚合物（-鏈）：聚合物的大分子主鏈中除碳原子外，還含有氧、氮、硫等雜原子。
③單質有機聚合物（ ）：聚合物大分子主鏈中不含碳原子，主要由硅、硼、鋁和氧、氮、硫、磷等原子組成。
④ 無機聚合物（ ）：主鏈和側鏈均不含碳原子的聚合物。
2、按用途可分為：
主要分為三大類：塑料、橡膠和纖維。 如果加上涂料、粘合劑、功能聚合物等，則有六大類。
塑料（）：具有塑性行為的材料。 可塑性是指它受到外力作用時發生變形，并且當外力去除時仍能保持狀態。 塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力時能產生一定程度的變形。軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維
橡膠（）：一種具有可逆變形的高彈性高分子材料。 它在常溫下具有彈性硫的相對原子質量，在很小的外力作用下能產生較大的變形，外力去除后能恢復原來的形狀。 橡膠是一種完全無定形的聚合物。 其玻璃化轉變溫度（Tg）較低，分子量往往較大，大于數十萬。
纖維：聚合物經過一定的機械加工（牽引、拉伸、定型等）形成細而軟的長絲，形成纖維。 該纖維具有彈性模量大、受力變形小、強度高、結晶能力強、分子量小等特點，一般為數萬。
3、按來源可分為：
天然聚合物、合成聚合物、半天然聚合物（改性天然聚合物）。
4、根據分子形狀可分為：
線性聚合物、支化聚合物、交聯（或網絡）聚合物。
5、可分為：
均聚物、共聚物、共混聚合物（又稱聚合物合金）。
6、按聚合反應類型可分為：
縮聚物、加成聚合物。
7、根據熱行為可分為：
熱塑性聚合物（ ）：聚合物大分子通過物理力聚集。 它們加熱時會熔化，并能溶解在適當的溶劑中。 熱塑性聚合物在加熱時塑化，在冷卻時固化，并且這個過程可以重復。
熱固性聚合物（熱固性聚合物）：由許多直鏈或支鏈大分子通過化學鍵連接而成的交聯聚合物。 許多大分子鍵合在一起，根本不存在單一的大分子。 這類聚合物受熱時不會軟化，也不易被溶劑溶脹。
8、根據相對分子質量可分為：
聚合物、低聚物、低聚物、預聚物。
3. 分子量和多分散性
1、數均分子量：
低分子量部分對數均分子量的貢獻較大。
2、重均分子量：
高分子量部分對重均分子量有顯著貢獻。
3、粘均分子量：
式中，a為聚合物稀溶液特性粘度與分子量關系中的指數[η]=KMa，一般取0.5-0.9。
一般情況下，上述三種分子量的順序為：mw>mv>mn。 當做深入研究時，Z均分子量也會出現，則：mz>mw>mv>mn。
4. 聚合物的多分散性
聚合物不是由單一分子量的化合物組成，而是由化學組成相同、分子量不同、結構不同的同系聚合物的混合物組成。 同系聚合物之間的分子量差異是重復結構單元分子量的倍數。 這種具有不均勻分子量（即分子量不同、結構不均勻）的聚合物的特性稱為聚合物的多分散性。
分子量分布指數：
比例越大，分布越寬，分子量越不均勻。 分子量分布是影響聚合物性能的因素之一。 分子量過高的制件增加了聚合物的強度，但在加工成型時難以塑化。 低分子量部件會降低聚合物的強度，但易于加工。 不同用途的聚合物應有其適合的分子量分布：合成纖維和塑料薄膜的分子量分布往往較窄； 橡膠的分子量分布可以很寬。 如果分子量太大，聚合物熔體的粘度就會太高，導致成型和加工困難。 一旦分子量達到一定程度，使用強度得到保證，就沒有必要追求過高的分子量。 因此，需要注意的是，一般測量的聚合物的分子量是平均分子量； 聚合物的平均分子量相同，但分散度不一定相同。
4、聚合物的聚合反應
1、按反應機理分：
鏈式聚合（Chain）：也叫鏈式反應，該反應需要活性中心。 反應過程中一旦形成單體活性中心硫的相對原子質量，就可以快速傳遞，瞬間形成聚合物。 每個大分子的平均生成時間很短（零點幾秒到幾秒）。 鏈聚合反應的特點：聚合過程由鏈引發、鏈增長、鏈轉移和鏈終止等幾個基本反應組成。 每一步的反應速率和活化能相差很大； 反應體系中僅存在單體、聚合物和微量。 發起人； 鏈聚合所用的單體主要是烯烴和二烯。 根據活性中心的不同，鏈式聚合分為：自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合、配位離子聚合。
分步聚合反應（Step）：通常是通過單體所帶有的兩個不同官能團之間發生化學反應來進行的。 沒有活性中心，單體官能團相互反應并逐漸長大。 大多數縮聚反應是逐步聚合。 反應在低分子轉化為聚合物的過程中逐步進行。 在反應初期，單體迅速轉化為二聚體、三聚體、四聚體等中間體，隨后反應在這些低聚物之間進行； 聚合體系由單體和分子量遞增的中間體組成； 有些縮聚反應（反應過程中會產生低分子副產物）是分步聚合，單體通常是含有官能團的化合物。
2、根據單體和聚合物的組成和結構的變化：
加成聚合反應（ ）：單體加成聚合的反應稱為加成聚合，反應產物稱為加聚物。 其特點是：加成聚合反應常常是烯屬單體的對位鍵加成的聚合反應。 不具有官能團結構特征，多為碳鏈聚合物； 加成聚合物的元素組成與其單體相同，只是電子結構發生了變化。 ；加成聚合物的分子量是單體分子量的整數倍。
縮聚反應（ ）：縮合反應重復多次，形成聚合物的過程。 它具有凝結出低分子和聚合成高分子的雙重含義。 反應產物稱為縮聚物。 其特點是：縮聚反應通常是官能團之間的聚合反應； 反應過程中產生低分子副產物，如水、醇、胺等； 縮聚物中常殘留有官能團的結構特征，如-OCO--NHCO-，因此大多數縮聚物都是雜鏈聚合物； 縮聚物的結構單元比其單體具有更少的原子，因此分子量不再是單體分子量的整數倍。
開環聚合：環狀單體的σ鍵斷裂，進而聚合成線型聚合物的反應稱為開環聚合。
5. 聚合物的聚集結構
聚合物的聚集結構，又稱超分子結構，是指聚合物體內聚合物鏈之間的幾何排列狀態，即聚合物鏈之間的排列和堆積結構。 分為：非晶結構、晶體結構、液晶結構、取向結構、織構結構。 結晶聚合物的分子排列是規則有序的。 簡單的聚合物鏈和分子間作用力強的聚合物鏈容易形成結晶結構； 更復雜和不規則的聚合物鏈常常形成無定形（）結構。 或玻璃狀）結構。
6.思考問題
1、高分子化合物與低分子化合物相比有何特點？
（1）高分子化合物的相對分子質量很大（通常在10000以上），分子往往由許多相同的結構單元通過共價鍵重復連接而成；
(2)即使是“純”高分子化合物也是具有相同化學組成但不同相對分子質量和不同結構的均質聚合物的混合物。 分子量和結構具有多分散性；
(3)高分子化合物的分子具有多種類型的運動單元；
(4)高分子化合物的結構非常復雜，需要一級、二級、三級結構來描述。 一級結構是指大分子鏈中所含結構單元及相鄰結構單元的三維排列。 二級結構是指單個大分子鏈的構象或聚集態類型。 三級結構是指復雜聚合物聚集體中大分子的排列。
2. 三大合成材料是什么？ 寫出三大合成原料的主要品種名稱、單體聚合的反應式，并注明屬于鏈式聚合還是逐步聚合。
三大合成材料是合成塑料、合成纖維和合成橡膠。
(1)合成塑料的主要品種有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等，都是鏈式聚合反應。
（2）合成纖維主要品種有：聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯）、尼龍（尼龍6和尼龍66）。
(3)合成橡膠主要品種有丁苯橡膠、順丁橡膠等。
3. 高分子化合物可以通過蒸餾純化嗎？ 為什么？ （或者問：為什么聚合物不是氣態）
高分子化合物不能通過蒸餾純化。 由于高分子化合物的分子間作用力往往超過高分子主鏈內的鍵合力，當溫度在達到汽化溫度之前升高時，主鏈就會斷裂或分解，從而破壞高分子化合物的化學結構。 蒸餾不能用于純化高分子化合物。 因此，高分子化合物僅以兩種狀態存在：液體和固體。
4.什么是熱塑性？ 什么是熱固性？ 舉個例子。
熱塑性一般是指直鏈或支鏈聚合物能反復受熱、軟化或熔融而形成的性能，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等屬于熱塑性的聚合物。
熱固性是指線性聚合物在加熱下或在外部交聯劑存在下發生交聯反應，形成不溶且不熔的交聯聚合物的性質。 環氧樹脂、酚醛樹脂、天然橡膠等都是熱固性聚合物。
5. 聚合物鏈有多少種結構形狀？ 它們的物理和化學性質有什么區別？
聚合物鏈的形狀主要有直鏈形、支鏈形和網狀三種，其次是星形、梳形、梯形等（它們可以視為支鏈形或體形的特例）。
線性和支化聚合物通過范德華力聚集在一起，分子間作用力較弱。 宏觀物理性能是密度低、強度低。 該聚合物是熱塑性的，加熱時熔化，并且可溶于溶劑。 其中，支化聚合物中支鏈的存在，使得分子間距離比線型聚合物大，因此結晶度、密度、強度等各項指標均低于線型聚合物，且溶解性較好。 其中，結晶度的影響最為顯著。 網狀聚合物分子鏈之間形成化學鍵，其硬度和機械強度大大提高。 其中交聯度低的具有韌性和彈性，受熱可軟化但不熔化，在溶劑中可溶脹但不溶解。 交聯度高的，加熱時不會軟化，也不溶于溶劑。