1.聚合物的基本概念
高分子：又称聚合物分子，它具有较高的相对分子量，其结构必须由多个重复单元组成，而这些重复单元实际上或概念上衍生自相应的小分子。
高分子材料的优缺点：
机械性能：比强度高、韧性高、抗疲劳性能好，但易产生应力松弛和蠕变；
物理特性：密度低，电阻率高，熔点比金属低，从而限制了应用领域；
反应性：大多数呈惰性且耐腐蚀，但粘附时需要表面处理。
2.聚合物的分类
1、按聚合物主链结构分类：
①碳链聚合物（-链）：大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
②杂链聚合物（-链）：聚合物的大分子主链中除碳原子外，还含有氧、氮、硫等杂原子。
③单质有机聚合物（ ）：聚合物大分子主链中不含碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
④ 无机聚合物（ ）：主链和侧链均不含碳原子的聚合物。
2、按用途可分为：
主要分为三大类：塑料、橡胶和纤维。 如果加上涂料、粘合剂、功能聚合物等，则有六大类。
塑料（）：具有塑性行为的材料。 可塑性是指它受到外力作用时发生变形，并且当外力去除时仍能保持状态。 塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力时能产生一定程度的变形。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维
橡胶（）：一种具有可逆变形的高弹性高分子材料。 它在常温下具有弹性硫的相对原子质量，在很小的外力作用下能产生较大的变形，外力去除后能恢复原来的形状。 橡胶是一种完全无定形的聚合物。 其玻璃化转变温度（Tg）较低，分子量往往较大，大于数十万。
纤维：聚合物经过一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）形成细而软的长丝，形成纤维。 该纤维具有弹性模量大、受力变形小、强度高、结晶能力强、分子量小等特点，一般为数万。
3、按来源可分为：
天然聚合物、合成聚合物、半天然聚合物（改性天然聚合物）。
4、根据分子形状可分为：
线性聚合物、支化聚合物、交联（或网络）聚合物。
5、可分为：
均聚物、共聚物、共混聚合物（又称聚合物合金）。
6、按聚合反应类型可分为：
缩聚物、加成聚合物。
7、根据热行为可分为：
热塑性聚合物（ ）：聚合物大分子通过物理力聚集。 它们加热时会熔化，并能溶解在适当的溶剂中。 热塑性聚合物在加热时塑化，在冷却时固化，并且这个过程可以重复。
热固性聚合物（热固性聚合物）：由许多直链或支链大分子通过化学键连接而成的交联聚合物。 许多大分子键合在一起，根本不存在单一的大分子。 这类聚合物受热时不会软化，也不易被溶剂溶胀。
8、根据相对分子质量可分为：
聚合物、低聚物、低聚物、预聚物。
3. 分子量和多分散性
1、数均分子量：
低分子量部分对数均分子量的贡献较大。
2、重均分子量：
高分子量部分对重均分子量有显着贡献。
3、粘均分子量：
式中，a为聚合物稀溶液特性粘度与分子量关系中的指数[η]=KMa，一般取0.5-0.9。
一般情况下，上述三种分子量的顺序为：mw>mv>mn。 当做深入研究时，Z均分子量也会出现，则：mz>mw>mv>mn。
4. 聚合物的多分散性
聚合物不是由单一分子量的化合物组成，而是由化学组成相同、分子量不同、结构不同的同系聚合物的混合物组成。 同系聚合物之间的分子量差异是重复结构单元分子量的倍数。 这种具有不均匀分子量（即分子量不同、结构不均匀）的聚合物的特性称为聚合物的多分散性。
分子量分布指数：
比例越大，分布越宽，分子量越不均匀。 分子量分布是影响聚合物性能的因素之一。 分子量过高的制件增加了聚合物的强度，但在加工成型时难以塑化。 低分子量部件会降低聚合物的强度，但易于加工。 不同用途的聚合物应有其适合的分子量分布：合成纤维和塑料薄膜的分子量分布往往较窄； 橡胶的分子量分布可以很宽。 如果分子量太大，聚合物熔体的粘度就会太高，导致成型和加工困难。 一旦分子量达到一定程度，使用强度得到保证，就没有必要追求过高的分子量。 因此，需要注意的是，一般测量的聚合物的分子量是平均分子量； 聚合物的平均分子量相同，但分散度不一定相同。
4、聚合物的聚合反应
1、按反应机理分：
链式聚合（Chain）：也叫链式反应，该反应需要活性中心。 反应过程中一旦形成单体活性中心硫的相对原子质量，就可以快速传递，瞬间形成聚合物。 每个大分子的平均生成时间很短（零点几秒到几秒）。 链聚合反应的特点：聚合过程由链引发、链增长、链转移和链终止等几个基本反应组成。 每一步的反应速率和活化能相差很大； 反应体系中仅存在单体、聚合物和微量。 发起人； 链聚合所用的单体主要是烯烃和二烯。 根据活性中心的不同，链式聚合分为：自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、配位离子聚合。
分步聚合反应（Step）：通常是通过单体所带有的两个不同官能团之间发生化学反应来进行的。 没有活性中心，单体官能团相互反应并逐渐长大。 大多数缩聚反应是逐步聚合。 反应在低分子转化为聚合物的过程中逐步进行。 在反应初期，单体迅速转化为二聚体、三聚体、四聚体等中间体，随后反应在这些低聚物之间进行； 聚合体系由单体和分子量递增的中间体组成； 有些缩聚反应（反应过程中会产生低分子副产物）是分步聚合，单体通常是含有官能团的化合物。
2、根据单体和聚合物的组成和结构的变化：
加成聚合反应（ ）：单体加成聚合的反应称为加成聚合，反应产物称为加聚物。 其特点是：加成聚合反应常常是烯属单体的对位键加成的聚合反应。 不具有官能团结构特征，多为碳链聚合物； 加成聚合物的元素组成与其单体相同，只是电子结构发生了变化。 ；加成聚合物的分子量是单体分子量的整数倍。
缩聚反应（ ）：缩合反应重复多次，形成聚合物的过程。 它具有凝结出低分子和聚合成高分子的双重含义。 反应产物称为缩聚物。 其特点是：缩聚反应通常是官能团之间的聚合反应； 反应过程中产生低分子副产物，如水、醇、胺等； 缩聚物中常残留有官能团的结构特征，如-OCO--NHCO-，因此大多数缩聚物都是杂链聚合物； 缩聚物的结构单元比其单体具有更少的原子，因此分子量不再是单体分子量的整数倍。
开环聚合：环状单体的σ键断裂，进而聚合成线型聚合物的反应称为开环聚合。
5. 聚合物的聚集结构
聚合物的聚集结构，又称超分子结构，是指聚合物体内聚合物链之间的几何排列状态，即聚合物链之间的排列和堆积结构。 分为：非晶结构、晶体结构、液晶结构、取向结构、织构结构。 结晶聚合物的分子排列是规则有序的。 简单的聚合物链和分子间作用力强的聚合物链容易形成结晶结构； 更复杂和不规则的聚合物链常常形成无定形（）结构。 或玻璃状）结构。
6.思考问题
1、高分子化合物与低分子化合物相比有何特点？
（1）高分子化合物的相对分子质量很大（通常在10000以上），分子往往由许多相同的结构单元通过共价键重复连接而成；
(2)即使是“纯”高分子化合物也是具有相同化学组成但不同相对分子质量和不同结构的均质聚合物的混合物。 分子量和结构具有多分散性；
(3)高分子化合物的分子具有多种类型的运动单元；
(4)高分子化合物的结构非常复杂，需要一级、二级、三级结构来描述。 一级结构是指大分子链中所含结构单元及相邻结构单元的三维排列。 二级结构是指单个大分子链的构象或聚集态类型。 三级结构是指复杂聚合物聚集体中大分子的排列。
2. 三大合成材料是什么？ 写出三大合成原料的主要品种名称、单体聚合的反应式，并注明属于链式聚合还是逐步聚合。
三大合成材料是合成塑料、合成纤维和合成橡胶。
(1)合成塑料的主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯等，都是链式聚合反应。
（2）合成纤维主要品种有：聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、尼龙（尼龙6和尼龙66）。
(3)合成橡胶主要品种有丁苯橡胶、顺丁橡胶等。
3. 高分子化合物可以通过蒸馏纯化吗？ 为什么？ （或者问：为什么聚合物不是气态）
高分子化合物不能通过蒸馏纯化。 由于高分子化合物的分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力，当温度在达到汽化温度之前升高时，主链就会断裂或分解，从而破坏高分子化合物的化学结构。 蒸馏不能用于纯化高分子化合物。 因此，高分子化合物仅以两种状态存在：液体和固体。
4.什么是热塑性？ 什么是热固性？ 举个例子。
热塑性一般是指直链或支链聚合物能反复受热、软化或熔融而形成的性能，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等属于热塑性的聚合物。
热固性是指线性聚合物在加热下或在外部交联剂存在下发生交联反应，形成不溶且不熔的交联聚合物的性质。 环氧树脂、酚醛树脂、天然橡胶等都是热固性聚合物。
5. 聚合物链有多少种结构形状？ 它们的物理和化学性质有什么区别？
聚合物链的形状主要有直链形、支链形和网状三种，其次是星形、梳形、梯形等（它们可以视为支链形或体形的特例）。
线性和支化聚合物通过范德华力聚集在一起，分子间作用力较弱。 宏观物理性能是密度低、强度低。 该聚合物是热塑性的，加热时熔化，并且可溶于溶剂。 其中，支化聚合物中支链的存在，使得分子间距离比线型聚合物大，因此结晶度、密度、强度等各项指标均低于线型聚合物，且溶解性较好。 其中，结晶度的影响最为显着。 网状聚合物分子链之间形成化学键，其硬度和机械强度大大提高。 其中交联度低的具有韧性和弹性，受热可软化但不熔化，在溶剂中可溶胀但不溶解。 交联度高的，加热时不会软化，也不溶于溶剂。