《高分子化学》课件

胶大

第一章 绪论
6 ], u$ Y4 U9 h) S# h; |

胶大

《高分子化学》课程教学大纲  
( 本科 )

一、 课程的地位、性质和任务

! w- h; W* ^8 [4 }5 D( s    《高分子化学》课程是材料化学、高分子材料与工程及其相近专业的一门主干课程 , 是在学生具备了必要的有机化学、物理化学等基础知识之后 , 必修的专业基础课 , 是承上启下的课程 , 并为功能高分子材料化学 , 高聚物合成工艺学等后修专业课程打下坚实的基础 .
' o% ]/ u7 k; m% K7 H
. ^$ e5 a: p# a9 a0 S# M    《高分子化学》课程是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的学科 , 它的任务是使学生较熟练地掌握高分子化合物的合成反应原理及控制方法 , 掌握高分子的基本概念和化学反应特征 , 培养初步具有控制聚合反应及选择聚合方法的能力。

% [" H7 ~9 e* G3 ^5 ^$ h" a二、 大纲编写依据
: h# A! {% h" U5 x+ n
    本大纲根据化工部五门课教学大纲讨论会 , 高分子化学教学大纲审定组 1984 年 11 月制定的“高分于化学教学大纲” , 参照使用教材及近年来的教学实践 , 在原教学大纲的基础上进行修订的 .
! B' R( M, y1 M+ l. J
, G6 L' f" x* w0 @3 H8 ^, ~三、 大纲适用范围

    本大纲适用于材料化学、高分于材料科学与工程专业 , 对复合材料、精细化工专业可参照执行 .

四、 大纲本文

第一章 绪论

l.1 高分子的基本概念

; ^5 d* T; R8 W* Ll.2 高分子化合物的分类及命名
, }/ h8 f/ e2 D: L* T% L% l" x
/ V# u% x) b& Y2 A4 V& T1.3 聚合反应的分类

1.4 分子量及分子量分布
; v$ ?$ i. h! u1 n: I; L0 x
1.5 高分子的链结构与聚合物的物理状态和主要性能

1.6 高分子化学及高分子工业的发展历史和现状

+ [2 d% Z7 c0 @) T2 a1 Z第二章 自由基聚合反应

+ m1 ?0 y! [5 Z' @3 Q⒉ l 自由基聚合的单体
0 H: J4 s- C+ h  O, i" P+ T
( d, K& u# x; g$ a2.2 自由基聚合反应机理

0 B+ ?/ N6 F2 W1. 自由基产生与活性
; e. k- P* G0 n$ R) N- \5 N
" x* ?5 u- }+ Z' r" X1 m2. 自由基聚合基元反应
* x2 _* @! U1 b
3. 自由基聚合反应的特征

* z8 s. b! V: e: P8 ]/ E9 f2 J2.3 链引发反应

( l; H7 L( W& f1. 引发剂和引发作用

$ J$ j- _! O4 z9 S(1) 引发剂的种类
" L7 q0 C, U9 q" E* Z* i1 e8 s
(2) 引发剂分解动力学

(3) 引发剂效率

3 L- q: a) t* d; r(4) 引发剂的选择

2. 其它引发作用
- A3 M% b* q# i5 D
2.4 自由基聚合反应速率
, u9 s' e6 l$ w: d( |
4 y( H' ]" P6 F; d8 E6 L' R1. 自由基聚合反应微观动力学
1 Y: @% b; w  v7 w" m& o, {' D
2. 温度对聚合反应速率得影响
7 ?: \- m. p  _) N0 {, Z( P/ |
3. 自动加速现象

4. 聚合过程中速率变化的类型

5. 自由基聚合基元反应速率常数的测定

2.5 分子量与链转移反应

  E$ w0 E  r. s% e4 e: D1. 无链转移反应时的动力学链长与聚合度
( T3 l; ]* y0 A, P
2. 链转移反应与聚合度、分子量的调节
5 P6 m3 M+ N! D. E0 S7 i( P- m
3. 温度对聚合度的影响
' J* J  `3 g+ H( I8 D0 I; x
2.6 阻聚作用与缓聚作用
0 j9 J# o+ A6 }8 D4 }
1. 阻聚剂与阻聚机理
" J9 j8 n: r" O% Z4 ~1 {
2. 阻聚剂的应用
3 S! p5 R+ g0 s+ c+ A5 S
! ^. b7 T* {; w$ Q3 a2.7 聚合热力学

2 U+ _: {. Z- T, O# G( Q/ \; p1. 聚合热与单体聚合性能的关系

2. 聚合上限温度

6 J! R2 X$ Q! l1 m( F3 e0 N; V第三章 自由基共聚合
9 B/ g* x6 V8 Y( H4 B
3 }' G4 Y/ M- i/ p/ v0 h3.1 概述
9 b' l7 M8 ^4 A) l" |% T3 `
* z# b/ k* Y& U, k% i3 @  m1. 共聚合的意义
7 i8 c$ C8 \* b  f. l
, M0 _% n- u! ?+ l: }; }5 t2. 共聚合类型及命名
# p7 s: v8 L* z) {! C' o
3.2 二元共聚物的组成

1 [+ p3 E+ B$ V5 M1. 共聚物组成微分方程

2. 竞聚率的意义、测定和影响因素
3 B) t5 g- \) }& ^2 x2 i1 e  |
1 @0 D% r& K# r. q. B3. 共聚行为类型与共聚物组成曲线
# ^4 i8 \* N$ W4 ?$ Y
; G8 r! p4 D& ~4. 共聚物组成与转化率的关系
4 a: v( x, t' P7 L
5. 共聚物组成分布与共聚物组成的控制方法 .
+ P& E( d. K2 B2 s
3.3 共聚物链的微结构和序列分布
: C: U1 k' e+ H( @8 i' {; G
' s3 Z* W8 I1 i" s3.4 单体及自由基活性
; t( Q, U3 t+ \8 E4 [
1. 取代基的电子效应
% U7 _1 @# Z! S4 T
) I3 M8 n6 [. }5 [2. 取代基的空间位阻效应

4 \3 v5 h0 o, R( K3 d: N3.5Q-e 概念
0 q- n& w9 \0 v
1. Q-e 方程

2. Q-e 图
9 L. p! Q. u. I6 F8 M
第四章 离子型聚合

4.1 阳离子聚合
; M6 p; k: n& {& N5 W# g' D6 W
2 @3 z  r( t3 U+ n. l1. 阳离子聚合的单体
1 r/ P0 h& O! ~. q
2. 阳离子聚合引发体系及引发作用
" ~& {9 `6 [9 [3 S; |. v
  Y3 T: I7 e3 s1 v5 o2 I' ~  G5 p3. 阳离子聚合反应机理
: B; H( l' u. ^# L0 i
4. 阳离子聚合反应动力学

5. 影响阳离子聚合的因素
+ |, ]& s8 V- g
3 z# U: y! i# T2 ]" c4 \& u4.2 阴离子聚合

1. 阴离子聚合的单体
9 Z" e! B) T2 j. u. l$ `% X8 D
' a" t4 [- a% O7 F" |2. 阴离子聚合引发体系和引发作用
. {$ x) a- l7 N3 S& x
3. 阴离子聚合反应机理和动力学

% j5 L  u% o9 p: i, N4. 影响阴离子聚合的因素
% T* M' c8 E/ k/ a
. K* x6 X: m* i5 ]  r/ {5. 活性阴离子聚合及应用
$ }. t/ w# c: Y" Q* O& t
( w! W* v3 D! f/ F4.3 自由基聚合与离子聚合的比较

  M) L5 R5 I9 L- X1 I4.4 离子型共聚合

4.5 离子型开环聚合

* b6 {& f4 G# w' Y. i7 C6 M第五章 配位聚合
8 \; d( _+ e6 H0 H$ x" X- q+ {
5.1 概述
- k/ [' Q8 k9 I3 y
' G6 W& `* X$ d5.2 聚合物的立体异构现象及立构规整度的测定
% m/ T( f3 ^/ F' \* K8 U4 M
5.3 配位阴离子聚合引发剂

' `: A7 n8 v7 Q4 j0 S( Gl. 配位阴离子聚合引发剂的类型和作用

2.ziegler 一 Natta 引发剂
3 s% W3 m  C5 g% o2 W4 b
1 m$ p' }; ~& B2 i/ z(1) ziegler 一 Natta 引发剂的组成

(2) ziegler 一 Natta 引发剂的性质及对聚合的影响

, n6 z: k8 ]2 p* r& M  q5.4 α 一烯烃的配位阴离子聚合机理
$ C5 \+ |9 m, ^3 Y8 _! Q" j0 Z
1.Natta 的双金属活性中心配位聚合机理
, P7 p5 L" p" j: \
& _8 |) E4 o5 I, e+ g2.Cossee 一 Arlman 单金属活性中心配位聚合机理
" ^" V9 Q* P) }- g8 I. X" t+ J0 e
第六章 连锁聚合实施方法

2 O2 W4 I! y- \0 Z. a1 O6.1 本体聚合
6 K6 ^' a( z2 b2 [9 a/ n- t
6.2 溶液聚合

0 b6 u0 ?3 R2 c4 J$ A6.3 悬浮聚合

1. 悬浮聚合的特点

" }. U  W' B# x5 q2. 悬浮聚合体系的稳定

4 v% l) j# Z- V( ~& p6.4 乳液聚合
# _/ k0 M* v/ v# Y
1. 乳液聚合体系的稳定

2. 乳液聚合机理

/ l0 D. I9 C( w' F. S+ g3 |第七章 逐步聚合反应
1 M8 I0 E5 m& \+ y& E9 }
7.1 概述
6 p  W3 I. M2 a# k: {  J4 b9 e
5 P, _4 m7 R* m1. 逐步聚合反应分类
9 r) s# b/ @! P6 ^
2. 缩聚反应类型及有关基本概念
- f; u/ W3 g; J, M( s) t
7.2 线型缩聚反应
+ _1 B8 O: N- I: q! }% a
8 [, r$ T/ T3 n5 ]- A7 R1. 线型缩聚反应机理

# ]- r% P  j. y5 \5 \  L(1) 大分子的生长、反应程度与聚合度

% }* ?& U0 s. W3 U" k(2) 大分子生长过程的终止、平衡常数与聚合度

2. 线性缩聚反应动力学
+ ?. f4 P0 v" O( @' G4 _
& A4 ~: U  r8 r( a(1) 官能团等活性概念
% n& ~1 P* f9 l2 D" e( L
; Y! \8 [& @0 F/ Z(2) 自催化缩聚反应动力学
; Q, w' E- ]0 F" l( G$ R7 b
(3) 外加催化剂的缩聚反应动力学
+ N1 {  a% H* y9 N
3. 影响线型缩聚物聚合度的因素及控制方法
' [& D& V  l% s$ q- i! u
4. 线型缩聚中控制分子量的实例

, u+ l4 f  s! h5 V5. 几种典型的线型缩聚物
: D9 M+ E% ]+ z& a- ?" V$ S3 S
7.3 体型缩聚反应
4 m% h7 b2 P' D, N: \
& I/ S8 j4 J. j( E" G1. 概述

1 H4 \7 W: N: I$ f+ b2. 无规预聚物

, }9 B! c, N7 P$ o# {" z$ q3. 结构预聚物

2 c% _( e1 U1 A- P: v) z  _4. 体型缩聚中凝胶点的预测
% @7 D, w) O1 ^4 Q4 L
7.4 其它逐步聚合反应 .

/ O! m5 U, C# o( d5 l* b0 m$ S: O1. 逐步加成聚合

' m7 v" s4 i( k$ X& y2. 加成缩合聚合

3. 氧化偶联聚合
& z- l% V9 p& x& @4 m/ b
; k! n4 }. a* p9 b7.5 逐步聚合实施方法
+ s- [$ d, ^0 z8 x
# Y. D( {5 P! l0 [; h) k- q* R( l1. 熔融缩裹
4 w, r4 D5 i; _( T% V/ J. H
2. 溶液缩聚

3. 界面缩聚
4 u+ E9 e6 p- x7 J4 h
4. 固相缩聚
. e- r% L# t9 p8 Z! E  u* a
第八章 聚合物的化学反应
! m1 L# D" `. A* V( z7 f! o
8.1 概述
( |% w. ?" D! p
1. 聚合物化学反应分类

2. 聚合物化学反应的特点及其影响因素

; Q8 V  U2 ]4 N8.2 聚合物的相似转变
7 i, I3 n- q, H
, q9 E6 B9 X' h: B1 m% @' P1. 纤维素的反应
+ X" z) D+ @, O! Y) m" s8 W
* d0 E+ i- Z. A( g4 x) k: Z, N2. 聚醋酸乙烯酷的反应

3. 聚合物的氯化
( p  z4 A7 \" |' @1 R9 I4 l
/ L( c+ z; v3 x: t4 c- H4. 苯环上取代——离子交换树脂的制备

8.3 聚合度变大的化学转变
8 C+ {8 P0 r4 V8 E
% M' K/ ~8 V* o4 m$ N& e1. 交联

$ E$ X! d$ a! T; v& x2. 接枝

3. 嵌段
3 ^& Q/ z' H4 T5 m; ~8 I, m
4. 扩链

8.4 聚合物的降解、老化及防老化

, C6 h4 g# V, ^$ D1. 降解及应用

2. 老化及影响因素
! L( `# Z' B2 v; L  ]% D% o% L
3. 聚合物的防老化
, P  x9 V0 n9 w! _' o# k
五、 学时分配

# a! u' U2 Y3 |* s3 x章目
讲课学时
习题时数

) t/ s5 ?, H6 i6 `: V第一章 绪论
4
   
' [0 q" p# Z3 P/ n1 ^
  D8 \- }- U5 @7 l, n% i第二章 自由基聚合反应
1 X& Q# N' d' o( F, h; m* [ 14
6 x) B$ L# F% B3 j4 G" V0 I! \3 r 2

) d- i& ~+ V$ c6 ]7 L第三章 自由基共聚合
* d+ Y, R4 g, ?; ? 8
2
$ ?; r5 b/ @/ A% A& F
! {$ J% e1 Y1 N5 C- c第四章 离子型聚合
6
   

% l) M. Y7 T: @. ?& Z6 B第五章 配位离子聚合
5
   

第六章 连锁聚合实施方法
$ I; b! K  n: E8 T 3
+ l0 Y- Q0 j/ t* W% F3 i) F   

4 j% _( l- W/ P* F- S第七章 逐步聚合反应
) z" m, }2 p5 c 3
2
/ Y3 o; ?+ J: O
第八章 聚合物的化学反应
6
   

合计
* o0 T5 J- s  L' @: l2 r 54
2 W# }1 `6 P/ n( x6 k6 w7 ] 6
  y  a( E/ S' s5 t
总学时数
60 学时
8 m# d% D( E* I) I) O7 x- K

( M: D6 O) V- c+ ~7 \% ^- ]六、 各章基本要求

第一章 绪论

: y, M" U' {  M2 p5 N& Q) Y7 i要求学生掌握高分子化合物的基本概念命名及分类，了解分子的平均分子量、分子量分布及高分子的结构特性，了解高分子科学及其工业的发展概况
5 h& r. J/ _+ F' x" W
第二章 自由基聚合反应

要求学生掌握自由塞聚合反应机理及其特征、主要引发剂种类及引发机理 , 自由基聚合反应动力学及影响自由基聚合反应速率和分子量的因素 3, 掌握引发剂、引发作用、引发剂效率、自由基的特性 , 自由基聚合单体的特性 , 稳态 , 自由基等活性理论 , 自动加速现象 , 动力学链长 , 聚合度 , 链转移 , 阻聚及缓聚等基本概念 , 了解光、热、辐射等其它引发作用 , 了解自由聚合反应速率常数的测定及热力学对聚合的影响 .
4 [/ p, \; L9 m4 }; I7 k3 Q- T, Z
第三章 自由基共聚合
" ^3 Q% ^5 Q  D( D- Y
8 i& F# X" D$ Y7 d, F* i8 Z1 L要求学生掌握共聚物组成与单体组成的关系、竟聚率的意义 , 典型共聚物组成曲线 , 转化率与组成的关系 , 共聚物组成的控制方法 , 自由基及单体活性与取代基关系 , 了解竟聚率测定及影响因素、 Q — e 方程

第四章 离子型聚合

9 `) G( i4 a* B& _/ ?2 G, P要求学生掌握离子型聚合的单体与引发剂的匹配 , 活性种形式 , 离子聚合反应机理及特征 , 活性高分子 . 了解溶剂、温度和反离子对聚合速率和聚合度的影响 , 了解离子性共聚合和开环聚合 .
( S( w: J  A0 \8 u5 J2 u
4 N8 }- w3 N& i1 ?/ t! P第五章 配位离子聚合
4 s6 b* w$ Y- G+ }1 B
- R+ z& u3 [# X5 x) @. ~要求学生掌握聚合物的立构现象 , 等规度 , 定向聚合的概念 , Ziegler — Natta| 催化剂组成 , 了解其它配位聚合引发剂 , 丙烯的配位聚合机理 .

第六章 连锁聚合实施方法

要求学生了解各种聚合方法的特点 , 了解悬浮聚合和乳液聚合的稳定原因和乳液聚合机理及动力学 .
" o7 L9 U: N+ z0 l# y! b, ?4 z) P
第七章 逐步聚合反应

要求学生掌握逐步聚合反应特点 , 线型缩聚反应中影响聚合度的因素及控制聚合度的方法 , 掌握反应程度 , 官能度 , 官能团等活性概念 , 凝胶现象 , 凝胶点 , 界面缩聚 , 链交换反应等概念 . 了解线型缩聚反应动力学 , 体型缩聚反应中凝胶点的预测方法 . 了解聚加成、加成缩合 , 氧化偶联等逐步聚合以及逐步聚合反应的实施方法 .
, n+ Z0 `0 |1 N2 L8 C
第八章 聚合物的化学反应
+ [, G4 C9 `2 x; O0 m- a
要求学生掌握聚合物侧基化学反应的特点 , 聚合物的相似转变 , 接枝 , 扩链 , 交联反应原理 , 了解高聚物的降解、老化反应及防老化原理 .
% ^3 ]7 l+ s" e# L. H+ B0 `  w. p

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