高聚物生产技术
主编 侯文顺
全国高职高专规划教材
绪论
Introduction
教学目的：
掌握高聚物的基本概念；
掌握高聚物的命名与分类方法；
了解高聚物的形成反应类型、基本特点及工
业生产方法；
了解高分子科学的发展过程与展望。
高分子材料的应用
衣
食 行
住 用
科技
辽宁老工业基地的振兴
高聚物材料在电器方面的应用
（部分实例）
绪 论
一、高聚物的基本概论
● 高聚物
高聚物（ high polymer）是高分子化合物（ macromolecular compound）的简称，是由
成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子（ macromolecule）所组成的化合物。
● 高聚物的基本特点
相对分子质量大
高聚物的基本特点 分子链长
相对分子质量具有多分散性
● 常用的术语
单体
结构单元
重复结构单元
聚合度
常用的术语
绪 论
▓ 实例分析
以氯乙烯（ VC）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（ PVC）。
n CH2＝ CH → ～ CH2－ CH－ CH2－ CH－ CH2－ CH－ CH2－ CH～
以对苯二甲酸、乙二醇为单体，通过聚合生成聚对苯二甲酸乙二酯（的确良）。
Cl Cl Cl Cl Cl
简写
Cl
［ CH2－ CH］ n
结构单元
重复结构单元
n HO－ CH2－ CH2－ OH＋n HOOC－ － COOH
HO［ C－ － C－ O－ CH2－ CH2－ O］ H
O O
n
重复结构单元
结构单元 结构单元
绪 论
▲ 单体（ monomer）
能够形成结构单元的分子所组成的化合物，即聚合时的小分子原料。
▲ 结构单元（ structural unit）
组成高聚物重复结构单元的基本单元。
▲ 重复结构单元（ structural repeat unit）
高分子链中重复出现的单元，即链节（ chain element）。
▲ 聚合度（ degree of polymerization）
重复结构单元数目，即链节数。单独提出用 DP或 Xn表示，在结构式中用 n表示 。
● 三个关系的处理
▲ 结构单元与重复结构单元的关系
▲ 单一 高分子的相对分子质量与聚合度、重复结构单元相对分子质量的关系
重复结构单元 ≥ 结构单元
0MXM nn ??
绪 论
▲ 单一相对分子质量与平均相对分子质量的关系
单一相对分子质量只对个体高分子，平均相对分子质量是体系内所有个体相对分子质
量的平均值。 个体高分子的 相对分子质量没有实用价值，真正有价值的是 平均 相对分子质
量的大小。
原因,高聚物是由相对分子质量不等的同系聚合物组成的混合物，即高聚物的相对分
子质量具有多分散性。
多分散性的描述,分布曲线法,分散系数 HI法 。
▲ 常见三大合成材料的相对分子质量范围
塑 料 相对分子质量 橡 胶 相对分子质量 纤 维 相对分子质量
高密度聚乙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
聚碳酸酯
6～ 30万
5～ 15万
10～ 30万
2～ 6万
天然橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
20～ 40万
16～ 20万
25～ 30万
10～ 12万
锦纶 -66
涤纶
维尼纶
腈纶
1.2～ 1.8万
1.8～ 2.3万
6～ 7.5万
5～ 8万
绪 论
二、高聚物的命名与分类
● 高聚物的命名
▲ 通俗命名法
△,聚”＋单体名称
▓ 实例 聚 氯乙烯,聚 乙烯,聚 丙烯,聚 苯乙烯,聚 甲基丙烯酸甲酯,聚 四 氟乙烯、
聚 异 丁烯,聚 偏 二氯乙烯等。
注意：取代基的位置用文字代替。
△原料名称简字＋“树脂”
▓ 实例 酚醛 树脂,脲醛 树脂 （聚合单体简字）
扩充：聚氯乙烯 树脂,聚乙烯 树脂 等（成型加工原料）
高聚物的命名 习惯或商品命名法
系统命名法
通俗命名法 树脂命名法橡胶命名法
结构特征命名法
“聚”＋单体名
称
绪 论
△ 单体简字＋“橡胶”
▓ 实例 丁苯 橡胶,丁腈 橡胶,氯丁 橡胶,顺丁 橡胶
△结构特征命名
具有“酯 － COO－ 结构”的高聚物称为 聚 ××× 酯 ；具有,酰胺－ CONH－结构” 的
高
聚物称为 聚 ××× 酰 ××× 胺 ；具有,醚－ O－结构”的高聚物称为 聚 ××× 醚 。
▲习惯名称与商品名称高聚物的重复结构单元 通俗名称 系统名称 习惯或商品名称 英文缩写
－ CH2－ CH2－
－ CH2－ CH(CH3)－
－ CH2－ CH(Cl)－
－ CH2－ C(CH3)－
-CO－ － OCO(CH2)2O-
－ NH－ (CH2)5－ CO－
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚甲基丙烯
酸甲酯
聚对苯二甲
酸乙二酯
聚已内酰胺
聚亚乙基
聚亚丙基
聚 (1-氯亚乙基 )
聚 [(1-甲氧基酰
基 )-1-甲基亚乙
基 ]
聚 (氧亚乙基对
苯二酰 )
高密度聚乙烯
低密度聚乙烯
（丝用）丙纶
（丝用）氯纶
有机玻璃
涤纶
锦纶 -6或尼龙 -6
HDPE
LDPE
PP
PVC
PMMA
PETP
PA-6
COOCH3
绪 论
● 高聚物的分类
按高分子主链结构分类
碳链高聚物 （ carbon chain polymer）
杂链高聚物 （ carbon chain polymer）
元素有机高聚物 （ carbon chain polymer）
无机高聚物 （ carbon chain polymer）
按高聚物用作分类
塑料（ plastics）
橡胶（ rubber）
纤维（ fiber）
涂料
黏合剂
按高分子链几何形状分类
线型高聚物
体型高聚物
支链型高聚物
按高分子链排列情况分类 结晶高聚物非晶高聚物
绪 论
三、高聚物的形成反应
● 高聚物的形成反应（ formation reaction of polymer）
是指由低分子单体形成高聚物的化学反应。广义还应包括利用高聚物的化学变化转化
为另一种高聚物的反应。
● 高聚物形成反应的类型
按元素组成和结构变化分类
加聚反应 （ polyaddition reaction）
缩聚反应 （ polycondensation reaction）
高聚物化学转变
按反应机理分类 连锁聚合反应 （ chain polymerization）逐步聚合反应 （ step-reaction polymerization）
绪 论
四、聚合反应的工业实施方法
● 适用于连锁聚合反应的工业实施方法
● 适用于逐步聚合反应的工业实施方法
选择聚合实施方法的原则,根据产品性质要求、单体性质、产品用作等缩合
考虑。
连锁聚合反应工业实施方法
本体聚合（ bulk polymerization）
溶液聚合（ solution polymerization）
悬浮聚合（ suspension polymerization）
乳液聚合（ emulsion polymerization）
逐步聚合反应工业实施方法
熔融缩聚（ melt polycondensation）
溶液缩聚（ solution polycondensation）
固相缩聚（ solid phase polycondensation）
界面缩聚（ interface polycondensation）
乳液缩聚（ emulsion polycondensation）
绪 论
五、高分子科学的发展概况
● 天然高聚物的利用与改性阶段（ 19世纪前～ 19世纪末）
● 合成高分子工业的发展与高分子化学的建立阶段（ 20世纪初～ 40年代末）
● 现代高分子科学阶段（ 20世纪 50年代初～ 20世纪末）
● 21世纪的高分子科学
▲在合成上 探索新的合成反应与方法；探索和提高高分子链结构有序和实现特定聚
集态结构的合成技术；用普通单体通过共聚合成新的高聚物。
▲ 在结构与性能上 研究高分子链和聚集态各层次的结构和相态特点及对材料宏观性
能、功能的影响；研究外场条件对各层次高分子链运动和结构的影响规律，开发潜在性
能；研究新型高分子材料结构的特点、规律；研究生物高分子的结构特点、信息传递，合
成仿生功能材料。
▲ 在成型加工上 研究高聚物成型原理，实现工业化；搜集高聚物流体数据，用计算
机进行成型设计；注意在成型加工过程中控制结构，形成技能。
▲ 在高分子化学上 精确设计、精确操作，发展完善高分子化学与物理的结合，实现
纳米化、功能化、仿生化。
绪论小结
▲ 高聚物的基本特点：相对分子质量大、分子链长、相对分子质量的多分散性
▲ 主要概念：高聚物、单体、结构单元、重复结构单元、链节、聚合度、多分散
性、相对分子质量
▲ 命名方法：通俗法
▲ 高聚物的类型：
〆 从主链结构上分：碳链高聚物、杂链高聚物、元素有机高聚物、无机高聚物
〆 从用途上分：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、离子交换树脂
〆 从高分子链排列上分：结晶高聚物、非结晶高聚物
〆 从高分子链几何形状上分：线型、支链型、体型
▲ 高聚物的形成反应：连锁聚合、逐步聚合、高聚物转化
▲ 聚合的工业实施方法取决于原料性质、产品用途、质量要求。具体的：
〆 连锁聚合可用本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等方法；
〆 缩聚可用熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚、界面缩聚、乳液缩聚等方法。
▲ 展望 21世纪的高分子科学
主编 侯文顺
全国高职高专规划教材
绪论
Introduction
教学目的：
掌握高聚物的基本概念；
掌握高聚物的命名与分类方法；
了解高聚物的形成反应类型、基本特点及工
业生产方法；
了解高分子科学的发展过程与展望。
高分子材料的应用
衣
食 行
住 用
科技
辽宁老工业基地的振兴
高聚物材料在电器方面的应用
（部分实例）
绪 论
一、高聚物的基本概论
● 高聚物
高聚物（ high polymer）是高分子化合物（ macromolecular compound）的简称，是由
成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子（ macromolecule）所组成的化合物。
● 高聚物的基本特点
相对分子质量大
高聚物的基本特点 分子链长
相对分子质量具有多分散性
● 常用的术语
单体
结构单元
重复结构单元
聚合度
常用的术语
绪 论
▓ 实例分析
以氯乙烯（ VC）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（ PVC）。
n CH2＝ CH → ～ CH2－ CH－ CH2－ CH－ CH2－ CH－ CH2－ CH～
以对苯二甲酸、乙二醇为单体，通过聚合生成聚对苯二甲酸乙二酯（的确良）。
Cl Cl Cl Cl Cl
简写
Cl
［ CH2－ CH］ n
结构单元
重复结构单元
n HO－ CH2－ CH2－ OH＋n HOOC－ － COOH
HO［ C－ － C－ O－ CH2－ CH2－ O］ H
O O
n
重复结构单元
结构单元 结构单元
绪 论
▲ 单体（ monomer）
能够形成结构单元的分子所组成的化合物，即聚合时的小分子原料。
▲ 结构单元（ structural unit）
组成高聚物重复结构单元的基本单元。
▲ 重复结构单元（ structural repeat unit）
高分子链中重复出现的单元，即链节（ chain element）。
▲ 聚合度（ degree of polymerization）
重复结构单元数目，即链节数。单独提出用 DP或 Xn表示，在结构式中用 n表示 。
● 三个关系的处理
▲ 结构单元与重复结构单元的关系
▲ 单一 高分子的相对分子质量与聚合度、重复结构单元相对分子质量的关系
重复结构单元 ≥ 结构单元
0MXM nn ??
绪 论
▲ 单一相对分子质量与平均相对分子质量的关系
单一相对分子质量只对个体高分子，平均相对分子质量是体系内所有个体相对分子质
量的平均值。 个体高分子的 相对分子质量没有实用价值，真正有价值的是 平均 相对分子质
量的大小。
原因,高聚物是由相对分子质量不等的同系聚合物组成的混合物，即高聚物的相对分
子质量具有多分散性。
多分散性的描述,分布曲线法,分散系数 HI法 。
▲ 常见三大合成材料的相对分子质量范围
塑 料 相对分子质量 橡 胶 相对分子质量 纤 维 相对分子质量
高密度聚乙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
聚碳酸酯
6～ 30万
5～ 15万
10～ 30万
2～ 6万
天然橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
20～ 40万
16～ 20万
25～ 30万
10～ 12万
锦纶 -66
涤纶
维尼纶
腈纶
1.2～ 1.8万
1.8～ 2.3万
6～ 7.5万
5～ 8万
绪 论
二、高聚物的命名与分类
● 高聚物的命名
▲ 通俗命名法
△,聚”＋单体名称
▓ 实例 聚 氯乙烯,聚 乙烯,聚 丙烯,聚 苯乙烯,聚 甲基丙烯酸甲酯,聚 四 氟乙烯、
聚 异 丁烯,聚 偏 二氯乙烯等。
注意：取代基的位置用文字代替。
△原料名称简字＋“树脂”
▓ 实例 酚醛 树脂,脲醛 树脂 （聚合单体简字）
扩充：聚氯乙烯 树脂,聚乙烯 树脂 等（成型加工原料）
高聚物的命名 习惯或商品命名法
系统命名法
通俗命名法 树脂命名法橡胶命名法
结构特征命名法
“聚”＋单体名
称
绪 论
△ 单体简字＋“橡胶”
▓ 实例 丁苯 橡胶,丁腈 橡胶,氯丁 橡胶,顺丁 橡胶
△结构特征命名
具有“酯 － COO－ 结构”的高聚物称为 聚 ××× 酯 ；具有,酰胺－ CONH－结构” 的
高
聚物称为 聚 ××× 酰 ××× 胺 ；具有,醚－ O－结构”的高聚物称为 聚 ××× 醚 。
▲习惯名称与商品名称高聚物的重复结构单元 通俗名称 系统名称 习惯或商品名称 英文缩写
－ CH2－ CH2－
－ CH2－ CH(CH3)－
－ CH2－ CH(Cl)－
－ CH2－ C(CH3)－
-CO－ － OCO(CH2)2O-
－ NH－ (CH2)5－ CO－
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚甲基丙烯
酸甲酯
聚对苯二甲
酸乙二酯
聚已内酰胺
聚亚乙基
聚亚丙基
聚 (1-氯亚乙基 )
聚 [(1-甲氧基酰
基 )-1-甲基亚乙
基 ]
聚 (氧亚乙基对
苯二酰 )
高密度聚乙烯
低密度聚乙烯
（丝用）丙纶
（丝用）氯纶
有机玻璃
涤纶
锦纶 -6或尼龙 -6
HDPE
LDPE
PP
PVC
PMMA
PETP
PA-6
COOCH3
绪 论
● 高聚物的分类
按高分子主链结构分类
碳链高聚物 （ carbon chain polymer）
杂链高聚物 （ carbon chain polymer）
元素有机高聚物 （ carbon chain polymer）
无机高聚物 （ carbon chain polymer）
按高聚物用作分类
塑料（ plastics）
橡胶（ rubber）
纤维（ fiber）
涂料
黏合剂
按高分子链几何形状分类
线型高聚物
体型高聚物
支链型高聚物
按高分子链排列情况分类 结晶高聚物非晶高聚物
绪 论
三、高聚物的形成反应
● 高聚物的形成反应（ formation reaction of polymer）
是指由低分子单体形成高聚物的化学反应。广义还应包括利用高聚物的化学变化转化
为另一种高聚物的反应。
● 高聚物形成反应的类型
按元素组成和结构变化分类
加聚反应 （ polyaddition reaction）
缩聚反应 （ polycondensation reaction）
高聚物化学转变
按反应机理分类 连锁聚合反应 （ chain polymerization）逐步聚合反应 （ step-reaction polymerization）
绪 论
四、聚合反应的工业实施方法
● 适用于连锁聚合反应的工业实施方法
● 适用于逐步聚合反应的工业实施方法
选择聚合实施方法的原则,根据产品性质要求、单体性质、产品用作等缩合
考虑。
连锁聚合反应工业实施方法
本体聚合（ bulk polymerization）
溶液聚合（ solution polymerization）
悬浮聚合（ suspension polymerization）
乳液聚合（ emulsion polymerization）
逐步聚合反应工业实施方法
熔融缩聚（ melt polycondensation）
溶液缩聚（ solution polycondensation）
固相缩聚（ solid phase polycondensation）
界面缩聚（ interface polycondensation）
乳液缩聚（ emulsion polycondensation）
绪 论
五、高分子科学的发展概况
● 天然高聚物的利用与改性阶段（ 19世纪前～ 19世纪末）
● 合成高分子工业的发展与高分子化学的建立阶段（ 20世纪初～ 40年代末）
● 现代高分子科学阶段（ 20世纪 50年代初～ 20世纪末）
● 21世纪的高分子科学
▲在合成上 探索新的合成反应与方法；探索和提高高分子链结构有序和实现特定聚
集态结构的合成技术；用普通单体通过共聚合成新的高聚物。
▲ 在结构与性能上 研究高分子链和聚集态各层次的结构和相态特点及对材料宏观性
能、功能的影响；研究外场条件对各层次高分子链运动和结构的影响规律，开发潜在性
能；研究新型高分子材料结构的特点、规律；研究生物高分子的结构特点、信息传递，合
成仿生功能材料。
▲ 在成型加工上 研究高聚物成型原理，实现工业化；搜集高聚物流体数据，用计算
机进行成型设计；注意在成型加工过程中控制结构，形成技能。
▲ 在高分子化学上 精确设计、精确操作，发展完善高分子化学与物理的结合，实现
纳米化、功能化、仿生化。
绪论小结
▲ 高聚物的基本特点：相对分子质量大、分子链长、相对分子质量的多分散性
▲ 主要概念：高聚物、单体、结构单元、重复结构单元、链节、聚合度、多分散
性、相对分子质量
▲ 命名方法：通俗法
▲ 高聚物的类型：
〆 从主链结构上分：碳链高聚物、杂链高聚物、元素有机高聚物、无机高聚物
〆 从用途上分：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、离子交换树脂
〆 从高分子链排列上分：结晶高聚物、非结晶高聚物
〆 从高分子链几何形状上分：线型、支链型、体型
▲ 高聚物的形成反应：连锁聚合、逐步聚合、高聚物转化
▲ 聚合的工业实施方法取决于原料性质、产品用途、质量要求。具体的：
〆 连锁聚合可用本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等方法；
〆 缩聚可用熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚、界面缩聚、乳液缩聚等方法。
▲ 展望 21世纪的高分子科学
