高分子材料的基本概念高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物是分子量很大的化合物，每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。

高分子材料的基本概念 高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物是分子量很大的化合物，每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。高分子材料的纳米化

在我们学习和生活用品中哪些是由有机高分子材料制成的？在我们学习和生活用品中哪些是由有机高分子材料制成的？天然高分子：淀粉、纤维素和蛋白质等有机高分子合成高分子：合成纤维、塑料、合成橡胶

有机高分子材料的分类 • 按产源分： • 按加热时的性质分

塑料的基本组成

常用建筑塑料

聚合物 高分子化合物又称聚合物或高聚物，是由简单的结构以重复方式连接起来而形成的。例如，聚氯乙烯的结构为： ···CH2－CH－CH2－CH··· | Cl 这种结构仅长的大分子称为“分子链”，可简写为： [－CH2－CH－] n | Cl

线性支链型聚合物的结构与性质聚合物大分子链的几何形状与性质 1.线型高聚物的几何形状为线状大分子，有时带有支链，且线状大分子间以分子间力结合在一起。一般来说，具有线型结构的树脂，强度较低、弹性模量较小、变形较大、耐热性较差、耐腐蚀性较差，且可溶可熔。线型结构的合成树脂可反复加热软化，冷却硬化，故称为热塑性树脂。

体型 2.体型线型大分子以化学键交联而形成的三维网状结构，也称网型结构。部分缩合树脂具有此种结构(交联或固化前也为线型或支链型分子)。由于化学键结合力强，且交联形成一个“巨大分子”，故一般来说此类树脂的强度较高、弹性模量较高、变形较小、较硬脆并且多没有塑性、耐热性较好、耐腐蚀性较高、不溶不熔。体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热时不会软化，故称为热固性树脂。

功能性小分子单体直接发生聚合反应 通过在功能性小分子中引入可聚合基团得到单体，然后进行均聚或共聚反应生成功能聚合物这些可聚合功能性单体中的可聚合基团一般为双键、羟基、羧基、氨基、环氧基、酰氯基、吡咯基、噻吩基等基团。发生加成聚合反应，开环聚合反应，缩聚反应以及氧化偶合反应。

加成聚合反应 特点：除了生成聚合物外，并不生成其他任何产物（聚合物中包含了单体中全部的原子）。典型：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。

缩合聚合反应 含有双官能团或多官能团的单体分子，通过分子间官能团的缩合反应把单体分子聚合起来，同时生成水、醇、氨等小分子化合物，称为缩合聚合反应。特点：单体分子不仅发生聚合，还生成其他小分子。 n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH H O O H [NH-(CH2)6-N-C-(CH2)4-C ] nOH + (2n - 1)H2O 的确良 O O n HO-C- -C-OH + n HO-CH2CH2-OH O O HO [C- -C-O-CH2CH2-O ] nH + (2n - 1)H2O 环氧树脂、酚醛树脂也由缩聚反应得到。

共聚合反应 将两种或两种以上不同的单体进行聚合的反应为共聚合反应，得到的聚合物叫共聚物。特点：分子与分子发生的聚合，并不产生其他分子。按照共聚物中单体分布的不同，可分为交替共聚、嵌段共聚、无规共聚和接枝共聚等。嵌段共聚交替共聚无规共聚接枝共聚

碳链高分子 分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分子（大多由加聚得到）如： • 这类高聚物不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。

杂链高分子 分子主链由两种或两种以上原子如：O，N，S，C等以共价键相连的高分子，如： • 这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性，易水解，醇解或酸解 • 优点：耐热性好，强度高 • 缺点：易水解 • 这类聚合物主要用作工程塑料

元素高分子 • 分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge等元素的高分子。如硅橡胶： • 这类高聚物的特点是具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。但强度较低。

梯形聚合物 • 分子主链不是单链而是象“梯子”或“双股螺旋线”。如聚丙烯晴纤维加热时，升温过程中环化，芳构化形成梯形结构（进一步升温可得碳纤维），可作为耐高温高聚物的增强填料。这类聚合物的特点：热稳定性好，因为受热时链不易被打断，即使几个链断了，只要不在同一个梯格中不会降低分子量。

重要单体：双烯类单体（共轭二烯烃） • 以最简单的双烯单体丁二烯为例来考虑键接方式： Diels-Alder反应：丁纳橡胶：最古老的橡胶，Na催化下60℃进行加聚反应

高分子的链结构与形态 　　线型　　梳型　　支链型　蓖型高分子链的几何形状　网型　　星型　　梯型　　体型 ★高分子的立体异构旋光异构（左旋L－、右旋D－）几何异构（顺式、反式）二、高分子链的构象与柔性 ★柔性　　是指大分子链有改变分子链形态的能力。原于σ键的内旋转。 ★分子链的内旋转　　以小分子二氯乙烷的内旋转为例。－氯原子 σ －碳原子

60o 60o 60o 60o 60o 60o U 60o 180o 0o 240o 120o 300o 360o θ 高分子的链结构与形态　　旋转图每逆时针旋转60o的构象分解　　旋转过程中构象不断变化，位能（U）也不断变化。旋转的难易取决于旋转位能的的高低，位能越低越容易旋转。分子结构不同，位能不同，一般电负性大、取代基多或大，位能越大。　　高分子链的内旋转本质与小分子一般，只是σ键多，内旋转复杂，构象多。反式旁式顺式重式反式旁式重式 C C C C 高分子链的内旋转旋转过程中的位能变化

2.1.2 高分子链的构型 构型（configuration）是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。高聚物不同的异构体键接异构旋光异构几何异构

立体异构的分类 • 几何异构——内双键上的基团在双键两侧排列方式不同而引起的异构（因为内双键中键是不能旋转的）。

立体异构的分类 空间立构——若正四面体的中心原子上四个取代基是不对称的（即四个基团不相同）。此原子称为不对称C原子，这种不对称C原子的存在会引起异构现象，其异构体互为镜影对称，各自表现不同的旋光性，故称为旋光异构。

三种键接方式 • 有不对称碳原子，所以有旋光异构 • 全是由一种旋光异构单元键接而成（全同立构）——取代基全在平面的一侧 • 由两种旋光异构单元间接键合而成（间同立构）——取代基间接分布在平面两侧 • 由两种旋光异构单元无规则键合而成(无规立构)——取代基无规则分布在平面两侧

EXAMPLE： • 共轭二烯烃：丁二烯

同侧异侧杂乱

矿泉水瓶的底部都有一个带箭头的三角型,三角型里面有一个数字。矿泉水瓶的底部都有一个带箭头的三角型,三角型里面有一个数字。

"1号"PET：矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等 • ★饮料瓶别循环使用装热水 • 使用：耐热至70℃，只适合装暖饮或冻饮，装高温液体、或加热则易变形，有对人体有害的物质融出。并且，科学家发现，1号塑料品用了10个月后，可能释放出致癌物DEHP，对睾丸具有毒性。 • 因此，饮料瓶等用完了就丢掉，不要再用来做为水杯，或者用来做储物容器乘装其他物品，以免引发健康问题得不偿失。

★清洁不彻底建议不要循环使用

★最好不要购买

★保鲜膜别包着在食物表面进微波炉 使用：耐热性不强，通常，合格的PE保鲜膜在遇温度超过110℃时会出现热熔现象，会留下一些人体无法分解的塑料制剂。并且，用保鲜膜包裹食物加热，食物中的油脂很容易将保鲜膜中的有害物质溶解出来。因此，食物入微波炉，先要取下包裹着的保鲜膜。

★放入微波炉时，把盖子取下

★别用微波炉煮碗装方便面

以上最有毒的是3、6和7号。如果在瓶底上出现这三个数字，千万不要喝这些饮料。以上最有毒的是3、6和7号。如果在瓶底上出现这三个数字，千万不要喝这些饮料。再次提醒大家长时间放在车里的矿泉水或者在车里经过暴晒的矿泉水不要喝。

思考题 • 在我们的生活中有各种各样的高分子材料，试举出几例。 • 高分子材料材料的形成是化学过程还是物理过程？试举例说明为什么？

高分子材料的基本概念 高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物是分子量很大的化合物，每个分子可含几千、几万甚至几十万个原子。