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(jié)構(gòu)必須由多個重復(fù)單元組成，而這些重復(fù)單元實(shí)際上或概念上衍生自相應(yīng)的小分子。
高分子材料的優(yōu)缺點(diǎn)：
機(jī)械性能：比強(qiáng)度高、韌性高、抗疲勞性能好，但易產(chǎn)生應(yīng)力松弛和蠕變；
物理特性：密度低，電阻率高，熔點(diǎn)比金屬低，從而限制了應(yīng)用領(lǐng)域；
反應(yīng)性：大多數(shù)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(jié)構(gòu)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(zhì)有機(jī)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(jī)聚合物（ ）：主鏈和側(cè)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(fā)生變形，并且當(dāng)外力去除時仍能保持狀態(tài)。 塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力時能產(chǎn)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(zhì)量，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大的變形，外力去除后能恢復(fù)原來的形狀。 橡膠是一種完全無定形的聚合物。 其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）較低，分子量往往較大，大于數(shù)十萬。
纖維：聚合物經(jīng)過一定的機(jī)械加工（牽引、拉伸、定型等）形成細(xì)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(qiáng)度高、結(jié)晶能力強(qiáng)、分子量小等特點(diǎn)，一般為數(shù)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(jù)分子形狀可分為：
線性聚合物、支化聚合物、交聯(lián)（或網(wǎng)絡(luò)）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(yīng)類型可分為：
縮聚物、加成聚合物。
7、根據(jù)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(dāng)?shù)娜軇┲小?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(fù)。
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(xué)鍵連接而成的交聯(lián)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(jù)相對分子質(zhì)量可分為：
聚合物、低聚物、低聚物、預(yù)聚物。
3. 分子量和多分散性
1、數(shù)均分子量：
低分子量部分對數(shù)均分子量的貢獻(xiàn)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(xiàn)。
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(guān)系中的指數(shù)[η]=KMa，一般取0.5-0.9。
一般情況下，上述三種分子量的順序?yàn)椋簃w>mv>mn。 當(dāng)做深入研究時，Z均分子量也會出現(xiàn)，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(xué)組成相同、分子量不同、結(jié)構(gòu)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(fù)結(jié)構(gòu)單元分子量的倍數(shù)。 這種具有不均勻分子量（即分子量不同、結(jié)構(gòu)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(shù)：
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(qiáng)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(qiáng)度，但易于加工。 不同用途的聚合物應(yīng)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(dǎo)致成型和加工困難。 一旦分子量達(dá)到一定程度，使用強(qiáng)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(yīng)
1、按反應(yīng)機(jī)理分：
鏈?zhǔn)骄酆希–hain）：也叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，該反應(yīng)需要活性中心。 反應(yīng)過程中一旦形成單體活性中心硫的相對原子質(zhì)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(diǎn)幾秒到幾秒）。 鏈聚合反應(yīng)的特點(diǎn)：聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等幾個基本反應(yīng)組成。 每一步的反應(yīng)速率和活化能相差很大； 反應(yīng)體系中僅存在單體、聚合物和微量。 發(fā)起人； 鏈聚合所用的單體主要是烯烴和二烯。 根據(jù)活性中心的不同，鏈?zhǔn)骄酆戏譃椋鹤杂苫酆?、陽離子聚合、陰離子聚合、配位離子聚合。
分步聚合反應(yīng)（Step）：通常是通過單體所帶有的兩個不同官能團(tuán)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來進(jìn)行的。 沒有活性中心，單體官能團(tuán)相互反應(yīng)并逐漸長大。 大多數(shù)縮聚反應(yīng)是逐步聚合。 反應(yīng)在低分子轉(zhuǎn)化為聚合物的過程中逐步進(jìn)行。 在反應(yīng)初期，單體迅速轉(zhuǎn)化為二聚體、三聚體、四聚體等中間體，隨后反應(yīng)在這些低聚物之間進(jìn)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(yīng)（反應(yīng)過程中會產(chǎn)生低分子副產(chǎn)物）是分步聚合，單體通常是含有官能團(tuán)的化合物。
2、根據(jù)單體和聚合物的組成和結(jié)構(gòu)的變化：
加成聚合反應(yīng)（ ）：單體加成聚合的反應(yīng)稱為加成聚合，反應(yīng)產(chǎn)物稱為加聚物。 其特點(diǎn)是：加成聚合反應(yīng)常常是烯屬單體的對位鍵加成的聚合反應(yīng)。 不具有官能團(tuán)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。 ；加成聚合物的分子量是單體分子量的整數(shù)倍。
縮聚反應(yīng)（ ）：縮合反應(yīng)重復(fù)多次，形成聚合物的過程。 它具有凝結(jié)出低分子和聚合成高分子的雙重含義。 反應(yīng)產(chǎn)物稱為縮聚物。 其特點(diǎn)是：縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)之間的聚合反應(yīng)； 反應(yīng)過程中產(chǎn)生低分子副產(chǎn)物，如水、醇、胺等； 縮聚物中常殘留有官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征，如-OCO--NHCO-，因此大多數(shù)縮聚物都是雜鏈聚合物； 縮聚物的結(jié)構(gòu)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(shù)倍。
開環(huán)聚合：環(huán)狀單體的σ鍵斷裂，進(jìn)而聚合成線型聚合物的反應(yīng)稱為開環(huán)聚合。
5. 聚合物的聚集結(jié)構(gòu)
聚合物的聚集結(jié)構(gòu)，又稱超分子結(jié)構(gòu)，是指聚合物體內(nèi)聚合物鏈之間的幾何排列狀態(tài)，即聚合物鏈之間的排列和堆積結(jié)構(gòu)。 分為：非晶結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、液晶結(jié)構(gòu)、取向結(jié)構(gòu)、織構(gòu)結(jié)構(gòu)。 結(jié)晶聚合物的分子排列是規(guī)則有序的。 簡單的聚合物鏈和分子間作用力強(qiáng)的聚合物鏈容易形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)； 更復(fù)雜和不規(guī)則的聚合物鏈常常形成無定形（）結(jié)構(gòu)。 或玻璃狀）結(jié)構(gòu)。
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(diǎn)？
（1）高分子化合物的相對分子質(zhì)量很大（通常在10000以上），分子往往由許多相同的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)連接而成；
(2)即使是“純”高分子化合物也是具有相同化學(xué)組成但不同相對分子質(zhì)量和不同結(jié)構(gòu)的均質(zhì)聚合物的混合物。 分子量和結(jié)構(gòu)具有多分散性；
(3)高分子化合物的分子具有多種類型的運(yùn)動單元；
(4)高分子化合物的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，需要一級、二級、三級結(jié)構(gòu)來描述。 一級結(jié)構(gòu)是指大分子鏈中所含結(jié)構(gòu)單元及相鄰結(jié)構(gòu)單元的三維排列。 二級結(jié)構(gòu)是指單個大分子鏈的構(gòu)象或聚集態(tài)類型。 三級結(jié)構(gòu)是指復(fù)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(yīng)式，并注明屬于鏈?zhǔn)骄酆线€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?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。
（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(tài)）
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(nèi)的鍵合力，當(dāng)溫度在達(dá)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(xué)結(jié)構(gòu)。 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(tài)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(fù)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(lián)劑存在下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成不溶且不熔的交聯(lián)聚合物的性質(zhì)。 環(huán)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(jié)構(gòu)形狀？ 它們的物理和化學(xué)性質(zhì)有什么區(qū)別？
聚合物鏈的形狀主要有直鏈形、支鏈形和網(wǎng)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(qiáng)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(jié)晶度、密度、強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)均低于線型聚合物，且溶解性較好。 其中，結(jié)晶度的影響最為顯著。 網(wǎng)狀聚合物分子鏈之間形成化學(xué)鍵，其硬度和機(jī)械強(qiáng)度大大提高。 其中交聯(lián)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(lián)度高的，加熱時不會軟化，也不溶于溶劑。