高分子化学
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高分子化学是研究高分子的结构、合成和反应的科學,是化学的一个分支。
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[编辑] 历史发展
人类很早就一直使用天然高分子。比如丝绸、木材天然橡胶等都是天然高分子材料。19世纪晚期,一些发明家制出了一些人造高分子,比如酚醛树脂,聚甲醛等,发现高分子是一种很重要的材料。随着人造高分子的出现,化学家对于高分子的结构组成产生了兴趣。
20世纪初赫尔曼·施陶丁格提出了现代的高分子观念,即高分子是由很多重复单元通过化学键连接成的高分子量化合物,指明了高分子的内部结构。在当时很少有人接受,后来随着实验技术的进展,这一化学结构得到了公认。反过来,对结构的认识也推进了高分子合成与高分子化学反应的研究。在高分子合成方面,1940年代,卡罗泽斯合成了尼龙,并且将聚合反应正式通过反应机理分为链式聚合和逐步聚合两类。1950年代卡尔·齐格勒和居里奥·纳塔发明齐格勒-纳塔催化剂开始对催化聚合进行研究。1960年代卡罗泽斯的助手弗洛里对逐步聚合反应动力学进行研究,并因发展了研究长链分子的方法而获1974年诺贝尔奖。
[编辑] 高分子结构
高分子(macromolecule)也常称聚合物(polymer),通指由许多单元组成的大分子,这些单元具有相似或完全相同的结构,相互之间由共价键连接形成长链结构。高分子由小分子经聚合反应生成,聚合生成高分子的小分子被称为单体(monomer)。
从链的形状来说,高分子可以分为三类:直链高分子,支化高分子,和交联高分子。直链高分子的结构最简单,它是由许多单体分子一个接一个连接而成的长链分子;如果这条长链带有与其相比较短的分枝,它就被称为支化高分子;如果高分子链与链之间由支链连接起来而形成网状,就成为交联高分子。
[编辑] 高分子合成
高分子合成的主要任务是研究单体生成高分子的聚合反应过程。聚合反应可分为两类:链式聚合反应和逐步聚合反应。
[编辑] 链式聚合
在链式聚合中,单体经引发后形成具有反应活性中心的链,而后该活性中心攻击其它单体将其结合,链经反应不断增长,至一定长度后被终止。
[编辑] 逐步聚合
在逐步聚合中,单体转变成聚合物的反应是逐步进行的.主要包括两大类:第一类是逐步缩合聚合反应;第二类是逐步加成聚合.
[编辑] 聚合反应过程
聚合反应过程可分为均相聚合和多相聚合,多相聚合又分为乳化聚合,分散聚合,和沉淀聚合三类。
[编辑] 高分子的化学性质
高分子的化学性质指得是单体已经形成高分子后,高分子产物的化学性质。包括交联,降解,氧化等。
[编辑] 高分子化学的命名
通常高分子根据生成它的单体的名称,例如乙烯聚合生成的高分子被称为聚乙烯,丙烯聚合生成的高分子被称为聚丙烯。
- 见高分子化学命名原则
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