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    • 21级高胜太212620710 药学7班18076194952 第一章高分子的结构
    (第一章) 高分子的结构


    • 21级药学7班高胜太212620710
    • (第一章)高分子的结构
    1. 高分子化合物(简称高分子)

      1. 概念⭐:指相对分子质量很高的一类化合物,其分子键由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。

      2. 重复单元⭐:在高分子链中出现的重复的基本结构单元。

      3. 单体⭐:形成结构单元的小分子化合物。

      4. 聚合度(dp)⭐

        1. 重复单元数量。

        2. 衡量聚合物大小:m=dp×m₀mm₀:聚合物和重复单元相对分子量。

      5. 均聚物:由一个单体聚合而成的高分子。

      6. 共聚物:由两种或两种以上的单体聚合而成的聚合物。

    2. 高分子的分类(按来源分类)⭐

      1. 天然高分子材料:主要来自植物和动物。

        1. 蛋白质类(明胶)

        2. 多糖类(淀粉、纤维素)

        3. 天然树胶(阿拉伯胶、西黄耆胶)

      2. 半合成高分子材料:经化学改性的天然高分子。

        1. 淀粉衍生物(羧甲基淀粉)

        2. 纤维素衍生物(羟丙基纤维素)

      3. 合成高分子材料:由单体聚合人工合成的高分子。

        1. 聚乙烯

        2. 聚苯乙烯

    3. 高分子的命名⭐⭐⭐

      1. 习惯命名

        1. 天然来源的高分子

          1. 专门的习惯名称。

            1. 纤维素

            2. 淀粉

            3. 木质素

            4. 蛋白质等。

          2. 某些名称与来源有关。

            1. 壳聚糖(甲壳素经脱乙酰得)

            2. 海藻酸等。

            3. 阿拉伯胶(阿拉伯半岛)

          3. 名称一般不能反应高分子的结构。

        2. 合成高分子

          1. 由一种单体合成的高分子:“聚”+单体名称

            1. (聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯)

          2. 由两种单体通过缩合反应合成的高分子:“聚”+两单体生成的产物名称

            1. (对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫“聚对苯二甲酸乙二醇酯”)

        3. 半合成高分子

          1. 衍生物基团+天然高分子名称

            1. (羧甲基纤维素、羧甲基淀粉)

      2. 商品名:直接引用国外的商品名称音译。

        1. (普流罗尼pluronic/泊洛沙姆poloxamer):聚氧乙烯-氧化丙烯共聚物。

        2. (卡波沫/卡波姆carbomer):丙烯酸键合蔗糖(或季戊四醇)的烯丙基醚的聚合物

      3. 系统命名

        1. 命名规则:

          1. 确定重复单元结构。

          2. 排出次级单元的顺序。

          3. 根据化学结构重复单元命名。

          4. 在重复单元名称前加“聚”字。

    4. 高分子链的结构

      1. 近程结构:化学结构和立体结构合称。

      2. 远程结构:高分子的大小和构象。

    5. 高分子的近程结构⭐⭐

      1. 结构单元的化学组成:cnos

      2. 结构单元的链接方式:结构单元相互链接的方式。

      3. 空间排列:共聚物的序列结构(支链、端基、交联、互穿)。

      4. 高分子链的构型:旋光异构和几何异构。

    6. 高分子的近程结构⭐⭐

      1. 均聚物结构单元的链接顺序:

        1. 单体结构完全对称:一种链接方式。(如:ch₂=ch₂cf₂=cf₂

        2. 具有不对称结构的单体:三种链接顺序。

      2. 单体单元链接方式可有如下三种:

        1. -尾连接

        2. -首连接

        3. -尾连接

    7. 支链、交联和端基⭐⭐

      1. 支链

        1. 线性高分子

        2. 支化(链)高分子。

      2. 交联:体型(交联、网状)高分子。

        1. 交联聚合物:

          1. 不易溶解,但溶胀。

          2. 高交联材料:刚硬,不易变形,难软化。

          3. 低交联材料:溶胀度较大,柔韧性好,加热易软化。

      3. 端基

        1. 特点

          1. 端基虽占比很少,但可直接影响高分子性能。

          2. 有些高分子封端后,可提高其耐热性能。

          3. 聚合反应中可加入可与端基反应的单官能团化合物,可引起封端和控制相对分子质量双重作用。如:聚甲醛的端基(—oh)酯化后得到热稳定产物。

    8. 高分子链的构型(了解)

      1. 概念:指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组

        1. 全同异构

          1. 高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。

          2. 分子链结构规整

          3. 结晶

        2. 间同异构

          1. 两种旋光异构单元交替键接而成。

          2. 分子链结构规整

          3. 结晶。

        3. 无规异构

          1. 两种旋光异构单元无规键接而成。

          2. 分子链结构不完整

          3. 不能结晶。

    9. 存在手性碳原子的高分子是否必定有旋光性?

      1. (内外消旋作用)由于内消旋或外消旋作用,即使等规度很好的高分子也没有旋光性,所以无旋光性。

    10. 高分链的柔性⭐⭐

      1. 由于内旋转而使高分子链表现不同程度卷曲的特性。

      2. 与主链结构、侧链、交联、温度有关。

      3. 极性刚性链完全伸直1种构象。

      4. 完全柔性链自由旋转构象数最大。

    11. 柔性⭐⭐

      1. 主链结构

        1. 当主链中含c-oc-nsi-o时,柔顺性好。

        2. 当主链中含非共轭双键时,虽然双键本身不会内旋转,但却使相邻单键的非键合原子(带*原子)间距增大使内旋转较容易,柔顺性好。

        3. 当主链中由共轭双键组成时,由于共轭双键因p电子云重叠不能内旋转,因而柔顺性差,是刚性链。

        4. 在主链中引入不能内旋转的芳环、芳杂环等环状结构,可提高分子链的刚性。

      2. 侧链

        1. 侧基的极性越大,极性基团数目越多,相互作用越强,单键内旋转越困难,分子链柔顺性越差。

        2. 非极性侧基的体积越大,内旋转位阻越大,柔顺性越差。

      3. 交联

        1. 交联程度较低时,交联点之间距离远大于链段长,分子保持一定柔性,交联程度越高时则失去柔性。

      4. 氢键

        1. 在分子内或分子间能够形成强氢键的高分子趋向于逐渐失去柔性,转变成刚性链。

      5. 温度

        1. 温度越高,分子热运动能量越大。分子链内旋转越自由,构象数量越多。链的柔性越大。

    12. 高分子聚集态结构

      1. 晶态结构②非晶态结构③取向结构④织态结构

    13. 聚合物的结晶态结构

      1. 主要特征

        1. 结晶温度越低,熔点越低,熔程越宽

        2. 结晶温度越高,熔点也越高,熔程也较窄

    14. 聚合物的结晶过程

      1. 成核阶段

      2. 生长阶段

      3. 玻璃化温度(tg):低弹态转变成高弹态,这一转变温度叫玻璃化温度。(代表链段解冻开始运动的温度)

      4. 熔点(tm):晶态聚合物继续受热,出现另一转变温度叫熔点。(代表大分子容易分离而运动的温度)

    15. 影响结晶过程的因素⭐⭐

      1. 结构

        1. 结构对称、规整性好、分子链相互作用强、取代基位阻小则越易结晶,结晶速度越快。

      2. 相对分子量

        1. 对同一聚合物而言,分子量对结晶速度有显著影响。

        2. 在相对条件下,一般分子量低结晶速度快。

      3. 杂质

        1. 成核剂:杂质在结晶过程中往往起成核作用(晶核)。

        2. 结晶抑制剂:杂质阻碍结晶而行。

      4. 温度和应力

        1. 温度影响结晶速度以及结晶度。

        2. 应力能使分子链沿外力方向有序排列,可提高结晶速度。

    16. 高分子的相对分子质量(特点)

      1. 相对分子质量大1×10⁴~1×10⁶

      2. 具有多分散性⭐:具有不均一性统计平均值。

      3. 注意:一般测得的高分子的分子量都是平均分子量。聚合物的平均分子量相同,但分散性不一定相同。

    17. 相对分子质量分布表示方法⭐⭐

      1. 多分散性指数⭐:

        1. 均一分布=1

        2. 分布较窄接近11.5~2

        3. 分布较宽远离120~50


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