《高分子试剂》课件

《高分子试剂》高分子试剂是合成高分子材料必不可少的物质它们通常用作催化剂、引发剂、稳定剂、改性剂等，对高分子材料的性能有重要影响作者课程简介高分子化学高分子化学是一门重要的基础学科材料科学高分子材料在现代工业和生活中发挥着重要作用理论与实践本课程旨在使学生掌握高分子化学的基本原理和应用教学目标高分子化合物基础知高分子材料类型

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2.12识掌握常见高分子材料的分类、了解高分子化合物的定义、结性能和应用，如热塑性塑料、构、性质和合成方法热固性塑料、橡胶、纤维素等高分子材料的表征高分子材料的应用

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4.34熟悉高分子材料表征方法，如了解高分子材料在不同领域的凝胶渗透色谱、粘度测定、光应用，如生物医用高分子材料谱分析、热分析等、功能高分子材料等高分子化合物的定义高分子化合物的分子量通常很大，可以从几千到几百万高分子化合物具有许多独特的性质，例如高强度、柔韧性、耐热性、耐腐蚀性等高分子化合物是由许多重复的结构单元（单体）通过化学键连接而成的大分子化合物高分子化合物的结构高分子化合物由许多重复结构单元组成这些结构单元称为单体，通过化学键连接在一起形成长链长链的排列方式和空间结构对高分子材料的物理和化学性质有很大影响高分子链可以是直链、支链或环状不同类型的链结构会导致不同的物理性质例如，直链聚合物通常比支链聚合物具有更高的熔点和强度高分子化合物的性质高分子链结构链柔性分子间作用力力学性质高分子链结构影响物理性质，链柔性影响高分子材料的可塑分子间作用力影响高分子材料高分子材料的力学性质包括强如熔点和强度性，如塑料和橡胶的熔点、溶解性度、韧性、硬度、弹性等高分子化合物的合成方法单体1小分子化合物聚合2单体连接成聚合物聚合物3高分子化合物聚合反应是将单体通过化学反应连接成高分子链的过程根据反应机理的不同，聚合反应可分为自由基聚合、离子聚合和缩聚聚合等聚合反应类型加聚反应缩聚反应单体分子直接连接形成高分子，单体分子相互反应形成高分子，不产生副产物并伴随小分子副产物的生成配位聚合开环聚合在过渡金属催化剂作用下，单体含有环状结构的单体在催化剂作分子与金属中心配位，然后进行用下开环，形成高分子链聚合反应自由基聚合反应引发剂链增长引发剂在一定条件下会产生自由基，自由基可自由基与单体分子反应，生成新的自由基，重引发单体聚合复此过程，形成聚合物链链终止温度控制自由基之间发生反应，终止链增长，最终形成温度影响引发、链增长和链终止的速率，控制高分子温度可优化聚合过程离子聚合反应反应机理主要类型离子聚合反应通常涉及亲电试剂离子聚合反应主要分为阳离子聚或亲核试剂引发反应，反应中间合和阴离子聚合两种类型，它们体为带电荷的离子离子聚合通在反应机理、引发剂和单体类型常需要极性溶剂，并且对反应温方面都有所不同度和单体结构较为敏感优势与局限性离子聚合反应能够生成结构规整、分子量可控的高分子材料，但对反应条件的要求比较严格，且容易受到杂质的影响缩聚聚合反应缩聚反应的定义缩聚反应的特点缩聚反应的类型缩聚反应是指两种或多种含缩聚反应的特点是反应产物缩聚反应的类型多种多样，有官能团的单体相互反应，为高分子化合物，同时伴随主要包括酯化缩聚、酰胺缩生成高分子化合物并伴随小小分子生成聚、环状缩聚等分子生成的过程缩聚反应一般反应速度较慢不同类型的缩聚反应，其反缩聚反应的单体通常含有两，需要较高的反应温度和催应机理和产物性质都有所不种或多种官能团，这些官能化剂才能进行同团能够发生反应并生成聚合物高分子的化学修饰侧链修饰主链修饰

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2.12改变高分子链侧链的官能团，改变高分子链的主链结构，例改变其性质例如，通过引入如，引入双键或环状结构，增亲水基团，提高材料的亲水性强材料的强度或刚性交联接枝

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4.34通过化学反应，将高分子链之将不同类型的高分子链接枝到间连接起来，形成交联结构，主链上，形成接枝共聚物，改提高材料的强度和耐热性善材料的性能热塑性塑料热塑性塑料是指在加热时可以反复软化，冷却时可以固化，可以多次反复加工成型的材料常见热塑性塑料包括聚乙烯（）、聚丙烯（）、聚氯乙烯（）、聚PE PPPVC苯乙烯（）等PS热塑性塑料具有易加工、可回收、韧性好等优点，广泛应用于包装、建筑、汽车等领域热固性塑料热固性塑料在加热时会发生不可逆的化学变化，形成交联网络结构这种交联网络使塑料具有高强度、高硬度和耐高温等特性热固性塑料一旦成型，就不能再次熔融和加工常见的热固性塑料包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等橡胶天然橡胶合成橡胶橡胶制品天然橡胶从橡胶树的乳胶中提取，具有优合成橡胶由人工合成，种类繁多，可根据轮胎•异的弹性和耐磨性，是制造轮胎、密封材不同应用需求定制性能，例如耐高温、耐手套•料和防水制品的重要原料油和耐腐蚀等密封圈•防水涂层•纤维素及其衍生物天然高分子重要应用衍生物纤维素是地球上含量最丰富的天然高纤维素及其衍生物具有广泛的应用，纤维素衍生物包括纤维素酯、纤维素分子，主要存在于植物细胞壁中例如纸张、纺织品、塑料等醚等，它们具有不同的性质和用途蛋白质生物大分子重要功能

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2.12蛋白质由氨基酸组成，并形成蛋白质在生物体内发挥着重要复杂的结构的结构和功能作用多种类型应用广泛

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4.34蛋白质的种类繁多，包括酶、蛋白质在食品、医药、材料等激素、抗体等领域有着广泛的应用核酸核酸分类核酸主要分为两种脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）DNA主要存在于细胞核中，RNA则分布于细胞质和核糖体中核酸概述高分子的分类结构分类来源分类性能分类应用分类根据高分子链的结构分类，例根据来源分为天然高分子和合根据性能分为热塑性塑料、热根据应用分为结构材料、功能如线型、支链型、交联型和网成高分子固性塑料、橡胶和纤维材料和生物医用材料等状型高分子的制备单体选择1选择合适的单体，这直接影响着最终高分子的性能单体的结构、官能团、活性等因素都至关重要聚合反应2选择合适的聚合反应方法，如自由基聚合、离子聚合、缩聚聚合等，根据目标高分子的结构和性能进行选择反应条件控制3严格控制反应温度、时间、单体浓度、催化剂种类和用量等反应条件，以确保聚合反应顺利进行，并得到预期的产物后处理4对聚合反应得到的产物进行后处理，包括分离纯化、干燥等步骤，以去除反应副产物、杂质等，获得纯净的高分子材料性能测试5对最终制备的高分子材料进行性能测试，包括分子量、熔点、玻璃化转变温度、拉伸强度、断裂伸长率等，以评估材料的质量和性能高分子的表征方法结构分析热性能形态分析机械性能揭示分子结构和组成，包括链测定玻璃化转变温度、熔点、观察材料的微观结构，如晶体评估材料的强度、韧性、弹性长、支化、交联度等热稳定性等结构、颗粒尺寸、表面形貌等等，了解其力学性能凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱GPC是一种用于分离和表征聚合物的强大技术它基于不同大小的分子通过多孔凝胶的迁移速率，从而实现分离粘度测定粘度测定是表征高分子材料流动性的重要指标通过测量高分子溶液或熔体在一定条件下的流动阻力，可以得出其粘度值1毛细管粘度计基于流体通过毛细管的时间来测量粘度2旋转粘度计通过测量旋转圆盘或圆柱体受到的阻力来测量粘度3落球粘度计通过测量球体在粘性流体中下沉的速度来测量粘度光谱分析红外光谱IR分析化学键和官能团核磁共振NMR揭示分子结构和原子排列紫外可见光谱UV-Vis研究物质的电子结构和吸收性质质谱MS测定分子量和鉴定分子结构热分析技术热重分析TGA测量材料在受控气氛中温度变化时质量的变化差示扫描量热法DSC测量材料在受控气氛中温度变化时热流的变化热机械分析TMA测量材料在受控气氛中温度变化时尺寸的变化动态机械分析DMA测量材料在受控气氛中温度变化时机械性能的变化高分子材料的应用塑料橡胶从包装、家具到电子产品，塑料在日常生橡胶用于轮胎、密封件和许多其他应用活中无处不在它们轻便、耐用，而且价它具有弹性和耐用性，使其成为多种产品格低廉的理想选择纤维涂料和粘合剂天然和合成纤维用于服装、地毯和各种工涂料和粘合剂利用高分子材料的特性，例业用途纤维具有柔软、透气、强度和耐如保护、装饰和粘接它们广泛应用于建久性筑、汽车和工业领域功能高分子材料传感器导电材料生物医用材料薄膜材料高分子材料可以制成各种传感通过掺杂或共混，高分子材料高分子材料在生物医学领域应高分子薄膜材料具有优异的阻器，用于检测温度、压力、湿可以表现出良好的导电性能，用广泛，例如人工器官、药物隔性、透气性、抗静电性等，度、光线、化学物质等用于电子器件载体、组织工程等应用于包装、电子、光学等领域生物医用高分子材料人工器官组织修复生物医用高分子材料广泛应用于制造人工器官，例如人工血管、这些材料可用于修复受损的组织和器官，例如骨骼修复、软骨修人工心脏瓣膜等复等高分子材料的回收利用循环利用再加工材料再生资源再利用将废弃塑料瓶收集、清洗、粉废旧轮胎可以被加工成橡胶颗将废旧纺织品分解成纤维，用从电子废弃物中提取贵金属和碎，再制成新的塑料制品，减粒，用于运动场、人造草坪等于制作新的纺织品，延长材料其他有价值的材料，减少资源少对环境的影响领域使用寿命浪费本课程小结高分子定义高分子合成

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2.12高分子是聚合而成的大分子，具有独特多种合成方法，包括自由基聚合、离子的结构、性质和功能聚合和缩聚等高分子应用高分子发展

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4.34广泛应用于材料科学、生物医药和能源高分子材料不断创新，未来将更加智能领域、环保和可持续发展。