高分子化学与物理李战雄轻化实验楼 309
Email:lizhanxiong@163.com
第一 章 高分子化学基础第二章 高分子物理基础第三章 纺织纤维的基本理化性能第四章 纤维素纤维第五章 蛋白质纤维第六章 合成纤维目 录
掌握高分子化学和高分子物理的基本概念
掌握合成高聚物的聚合反应原理及控制方法
了解高聚物的合成反应、结构和性能的最基本的关系
熟练掌握纺织纤维的结构、性能及其之间的关系
了解化学纤维的生产过程，加深理解高分子化学和高分子物理的基本概念，基本内容和一般规律
为学习染整工艺原理、指导生产实践打下良好的理论基础要求参考书染整工艺原理 第一分册王菊生、孙铠 纺织工业出版社合成纤维生产工艺学上、中下册董化震、孙桐、
古大治等纺织工业出版社高分子化学 潘祖仁、孙经武 化学工业出版社高分子物理 张开 化学工业出版社纺织材料学 纺织工业部纺织材料学导论
衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维
食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质）
住：木材、塑料、粘合剂、涂料
行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等
航天、航空中的复合材料
纺织行业：纤维、助剂生活中的高分子（高聚物）
高 分 子 科 学高 分 子 化 学高 分 子 物 理高 分 子 加 工研究聚合反应和高分子化学反应原理,选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。
研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。
研究聚合物加工成型的原理与工艺。
高分子科学 是 应用科学,也 是基础科学
高分子科学 的基础：有机化学、物理化学、生物化学、
物理学和力学等学科高分子科学 中的现代表征技术
FT-IR
NMR
X-ray
XPS
GPC
元素分析
EM
AFM
高分子发展史
基本概念
高分子化合物的命名和分类
高分子的基本合成反应
聚合方法与工艺
高分子的分子量及分布本章内容第一章 高分子化学基础
1.1 基本概念高分子,许多结构相同、简单的单元通过 共价键重复连接而成的 分子质量很大,分子链较长的化合物 。
高分子、高聚物、大分子 (Macromolecule),高分子化合物、大分子化合物、聚合物（ Polymer)
104～ 106
高分子化合物的特点
难溶，甚至不溶；
溶解过程往往要经过溶胀阶段；
溶液粘度比同浓度的小分子高得多；
分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能 气化；
固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜
1.分子量大
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
低分子 过渡区（齐聚物） 高聚物
2,分子量具有多分散性
多分散性？
高分子不是由单一分子量的化合物所组成，
而是由化学组成相同、分子量不等、结构不同的同系聚合物的 混合物 所组成。
这种高分子的分子量不均一 (即分子量大小不一、
参差不齐）的特性，就称为分子量 的多分散性
高分子的分子量都是平均分子量
平均分子量相同，分散性不一定相同线形高分子 支链高分子 体形高分子
高分子链的几何形状大致有三种：
3,高分子的结构复杂
合成聚合物的起始原料称为 单体（ monomer)；
在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为 结构单元 (structural unit)；
聚合例如：聚苯乙烯
CH 2 C H CH 2 - CH - CH 2 - CH - CH 2 - CHn
CH 2 C H
n
缩写成
n 表示 重复单元 数，也称为 链节数,在此等于 聚合度
（ DP）
聚合度 是衡量高分子大小的一个指标。
由聚合度可计算出高分子的分子量：
由一种结构单元组成的高分子：
结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节 CH 2 C H n
0MnM
式中,
M 是高分子的分子量
M0 是结构单元的分子量
H - - N H ( C H 2 ) 6 N H - - C O ( C H 2 ) 4 C O - - O Hn
此时,两种结构单元构成一个重复结构单元结构单元 结构单元重复单元
H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H
由两种结构单元组成的高分子尼龙 -66则具有另一特征,
( 2 n - 1 ) H 2 O+
1.2 高分子化合物的命名和分类
I,习 惯 命 名 法天然高分子合成高分子
（ 1） 由一种单体合成的高分子,,聚” + 单体名称如聚氯乙烯、聚乙烯等
1.命名
（ 2） 由两种单体通过缩聚反应合成的高分子,表明或不表明产物类型表明产物类型,,聚” + 两单体生成的产物名称,如对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫,聚对苯二甲酸乙二酯,
不表明产物类型,两单体名称或简称加后缀“树脂”,如苯酚和甲醛的缩聚产物叫,酚醛树脂,
（ 3） 由 两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物,
两单体名称或简称之间 +,-”+,共聚物”,如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫,乙烯 -乙酸乙烯酯共聚物,
（ 4）,聚” +高分子主链结构中的特征功能团,
指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：
聚酯,
H O C
O
C
O
O C H 2 C H 2 O H( )n
根据商品命名
用 有机玻璃 称呼聚甲基丙烯酸类聚合物
塑料类聚合物常加后缀,树脂,
将橡胶类的聚合物加上后缀,橡胶,
将应用作为纤维类的，在我国是用,纶,作后缀的。
直接引用的国外商品名称音译
II,IUPAC系统命名法
(1) 确定重复结构单元；
(2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元顺序,规定主链上带取代基的 C原子写在前，含原子最少的基团先写；
(3) 给重复结构单元命名,按小分子有机化合物的 IUPAC
命名规则给重复结构单元命名；
(4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚”。
2.分类按来源分天然高分子,自然界天然存在的高分子。
合成高分子,由单体聚合人工合成的高分子 。
主链元素
（链原子）
组成碳链高分子,主链（链原子）完全由 C原子组成。
杂链高分子,链原子除 C外，还含 O,N,S等杂原子。
元素有机高分子,链原子由 Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。
碳链高分子聚乙烯
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H聚丙烯
C C
H
H
C H 3
H
C
H
H
C
C H 3
H
C
H
H
C
C H 3
H
杂链高分子聚乙二醇
C
H
H
C
H
H
O C
H
H
C
H
H
O C
H
H
C
H
H
O
尼龙 — 6
N
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
O
元素有机高分子聚二甲基硅氧烷
S i
C H 3
C H 3
O S i
C H 3
C H 3
S i
C H 3
C H 3
O
按照：性质 和 用途塑 料以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。
纤 维 纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的 100倍。
橡 胶 具有可逆形变的高弹性材料。
涂 料胶粘剂功能高分子涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在一起的聚合物材料作为功能材料用的高分子热塑性,受热可以软化或变形，能受多次反复加热模压的高分子,它们都是线型高分子热固性,模压成型后再受热不能软化，不能进行多次加热模压的高分子，都是体型高分子反应加聚物,经加聚反应得到的产物缩聚物,经缩聚反应得到的产物受热性能如果只用一种单体进行聚合，所得到的聚合物称为均聚物 ；如果由两种或两种以上单体进行聚合，所得到的聚合物称为 共聚物 。
Email:lizhanxiong@163.com
第一 章 高分子化学基础第二章 高分子物理基础第三章 纺织纤维的基本理化性能第四章 纤维素纤维第五章 蛋白质纤维第六章 合成纤维目 录
掌握高分子化学和高分子物理的基本概念
掌握合成高聚物的聚合反应原理及控制方法
了解高聚物的合成反应、结构和性能的最基本的关系
熟练掌握纺织纤维的结构、性能及其之间的关系
了解化学纤维的生产过程，加深理解高分子化学和高分子物理的基本概念，基本内容和一般规律
为学习染整工艺原理、指导生产实践打下良好的理论基础要求参考书染整工艺原理 第一分册王菊生、孙铠 纺织工业出版社合成纤维生产工艺学上、中下册董化震、孙桐、
古大治等纺织工业出版社高分子化学 潘祖仁、孙经武 化学工业出版社高分子物理 张开 化学工业出版社纺织材料学 纺织工业部纺织材料学导论
衣：棉、麻、丝、毛及合成纤维
食：粮食（淀粉）；肉、蛋（蛋白质）
住：木材、塑料、粘合剂、涂料
行：汽车、自行车用的轮胎、塑料等
航天、航空中的复合材料
纺织行业：纤维、助剂生活中的高分子（高聚物）
高 分 子 科 学高 分 子 化 学高 分 子 物 理高 分 子 加 工研究聚合反应和高分子化学反应原理,选择原料、确定路线、寻找催化剂、制订合成工艺等。
研究聚合物的结构与性能的关系，为设计合成预定性能的聚合物提供理论指导，是沟通合成与应用的桥梁。
研究聚合物加工成型的原理与工艺。
高分子科学 是 应用科学,也 是基础科学
高分子科学 的基础：有机化学、物理化学、生物化学、
物理学和力学等学科高分子科学 中的现代表征技术
FT-IR
NMR
X-ray
XPS
GPC
元素分析
EM
AFM
高分子发展史
基本概念
高分子化合物的命名和分类
高分子的基本合成反应
聚合方法与工艺
高分子的分子量及分布本章内容第一章 高分子化学基础
1.1 基本概念高分子,许多结构相同、简单的单元通过 共价键重复连接而成的 分子质量很大,分子链较长的化合物 。
高分子、高聚物、大分子 (Macromolecule),高分子化合物、大分子化合物、聚合物（ Polymer)
104～ 106
高分子化合物的特点
难溶，甚至不溶；
溶解过程往往要经过溶胀阶段；
溶液粘度比同浓度的小分子高得多；
分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能 气化；
固体聚合物具有一定的力学强度,可抽丝、能制膜
1.分子量大
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - -
低分子 过渡区（齐聚物） 高聚物
2,分子量具有多分散性
多分散性？
高分子不是由单一分子量的化合物所组成，
而是由化学组成相同、分子量不等、结构不同的同系聚合物的 混合物 所组成。
这种高分子的分子量不均一 (即分子量大小不一、
参差不齐）的特性，就称为分子量 的多分散性
高分子的分子量都是平均分子量
平均分子量相同，分散性不一定相同线形高分子 支链高分子 体形高分子
高分子链的几何形状大致有三种：
3,高分子的结构复杂
合成聚合物的起始原料称为 单体（ monomer)；
在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团称为 结构单元 (structural unit)；
聚合例如：聚苯乙烯
CH 2 C H CH 2 - CH - CH 2 - CH - CH 2 - CHn
CH 2 C H
n
缩写成
n 表示 重复单元 数，也称为 链节数,在此等于 聚合度
（ DP）
聚合度 是衡量高分子大小的一个指标。
由聚合度可计算出高分子的分子量：
由一种结构单元组成的高分子：
结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节 CH 2 C H n
0MnM
式中,
M 是高分子的分子量
M0 是结构单元的分子量
H - - N H ( C H 2 ) 6 N H - - C O ( C H 2 ) 4 C O - - O Hn
此时,两种结构单元构成一个重复结构单元结构单元 结构单元重复单元
H 2 N ( C H 2 ) 6 N H 2 + H O O C ( C H 2 ) 4 C O O H
由两种结构单元组成的高分子尼龙 -66则具有另一特征,
( 2 n - 1 ) H 2 O+
1.2 高分子化合物的命名和分类
I,习 惯 命 名 法天然高分子合成高分子
（ 1） 由一种单体合成的高分子,,聚” + 单体名称如聚氯乙烯、聚乙烯等
1.命名
（ 2） 由两种单体通过缩聚反应合成的高分子,表明或不表明产物类型表明产物类型,,聚” + 两单体生成的产物名称,如对苯二甲酸和乙二醇的缩聚产物叫,聚对苯二甲酸乙二酯,
不表明产物类型,两单体名称或简称加后缀“树脂”,如苯酚和甲醛的缩聚产物叫,酚醛树脂,
（ 3） 由 两种单体通过链式聚合反应合成的共聚物,
两单体名称或简称之间 +,-”+,共聚物”,如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚产物叫,乙烯 -乙酸乙烯酯共聚物,
（ 4）,聚” +高分子主链结构中的特征功能团,
指的是一类的高分子，而非单种高分子，如：
聚酯,
H O C
O
C
O
O C H 2 C H 2 O H( )n
根据商品命名
用 有机玻璃 称呼聚甲基丙烯酸类聚合物
塑料类聚合物常加后缀,树脂,
将橡胶类的聚合物加上后缀,橡胶,
将应用作为纤维类的，在我国是用,纶,作后缀的。
直接引用的国外商品名称音译
II,IUPAC系统命名法
(1) 确定重复结构单元；
(2) 按规定排出重复结构单元中的二级单元顺序,规定主链上带取代基的 C原子写在前，含原子最少的基团先写；
(3) 给重复结构单元命名,按小分子有机化合物的 IUPAC
命名规则给重复结构单元命名；
(4) 给重复结构单元的命名加括弧，并冠以前缀“聚”。
2.分类按来源分天然高分子,自然界天然存在的高分子。
合成高分子,由单体聚合人工合成的高分子 。
主链元素
（链原子）
组成碳链高分子,主链（链原子）完全由 C原子组成。
杂链高分子,链原子除 C外，还含 O,N,S等杂原子。
元素有机高分子,链原子由 Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。
碳链高分子聚乙烯
C
H
H
C
H
H
C
H
H
C
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H
C
H
H
C
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H聚丙烯
C C
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H
C H 3
H
C
H
H
C
C H 3
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C
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H
C
C H 3
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杂链高分子聚乙二醇
C
H
H
C
H
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O C
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H
C
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O C
H
H
C
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O
尼龙 — 6
N
H
C
H
H
C
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H
C
H
H
C
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C
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H
C
O
元素有机高分子聚二甲基硅氧烷
S i
C H 3
C H 3
O S i
C H 3
C H 3
S i
C H 3
C H 3
O
按照：性质 和 用途塑 料以聚合物为基础，加入（或不加）各种助剂和填料，经加工形成的塑性材料或刚性材料。
纤 维 纤细而柔软的丝状物，长度至少为直径的 100倍。
橡 胶 具有可逆形变的高弹性材料。
涂 料胶粘剂功能高分子涂布于物体表面能成坚韧的薄膜、起装饰和保护作用的聚合物材料能通过粘合的方法将两种以上的物体连接在一起的聚合物材料作为功能材料用的高分子热塑性,受热可以软化或变形，能受多次反复加热模压的高分子,它们都是线型高分子热固性,模压成型后再受热不能软化，不能进行多次加热模压的高分子，都是体型高分子反应加聚物,经加聚反应得到的产物缩聚物,经缩聚反应得到的产物受热性能如果只用一种单体进行聚合，所得到的聚合物称为均聚物 ；如果由两种或两种以上单体进行聚合，所得到的聚合物称为 共聚物 。
