高分子聚合物的分类和命名
甲卡西酮 / 2021-10-14
1.高分子的基本概念
高分子化学是研究高分子化合物(简称高分子)合成(聚合)和化学反应的一门科学;同时还涉及聚合物的结构和性能，不过这部分常另列为高分子物理的内容。
高分子也称聚合物(或高聚物)，但有时高分子可指一一个大分子，而聚合物则指许多大分子的聚集体。高分子的分子量●高达104~107，一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成，例如聚氯乙烯由氯乙烯结构单元重复键接而成。
~CH2CH-CH2 CH-CH2CH- -CH2CH~
C1 C1 C1 C1
.上式中符号~代表碳链骨架，略去了端基。为方便起见，上式可缩写成下式:
~CH2CH-n
CI
对于聚氯乙烯一类加聚物，方(或圆)括号内是结构单元，也就是重复单元;括号表示 重复连接; η代表结构单元数(或重复单元数)，可称为聚合度(DP)。许多结构单元连接成线形大分子，类似一条链子，因此结构单元俗称作链节.
合成聚合物的化合物称作单体，单体通过聚合反应，才转变成大分子的结构单元。聚氯乙烯的结构单元与单体的元素组成相同，只是电子结构有所改变，因此可称为单体单元。 根据上式很容易看出，上述聚合物的分子量M是聚合度DP (或结构单元数n)导结构单元分子量Mo的乘积，即
M=DP . Mo (1-1)
如常用聚氣乙烯的聚合度为600~1600,，其结构单元分子量为62.5,因此分子量为4万~10万。
聚乙烯的分子式习惯写成-ECH2CHz，而不写成ECH23,，以便显示其单体单元。由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物，如上述的聚氯乙烯和聚乙烯。由两种以上单体共聚而成的聚合物则称作共聚物，如氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物、丁二烯苯乙烯共聚物。 聚酰胺类聚合物的结构式具有另一 特征，例如聚己二酰己二胺(尼龙66):
［NH(CH2 )6NH●CO(CH2)4 CO]n
←结构单元→←结构单元→
←重复单元→
上式中括号内的重复单元由-NH(CH2)6NH-和一 CO(CH2 ).CO-两种结构单元组以，分别为已二胺NH2(CH2)sNH2和已二酸HOOC(CH2).COOH两种单体经聚合反应失去水后的结果。对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶聚酯）的情况也相似。
［OCH2CH2O.OC-CO]n
研究这类聚合动力学时，多将两种结构单元总数称作聚合度，以区Xn表示，结构单元数是重复单元数的2倍，即Xn=2n。聚合物的分子子量的乘积。初学时应注意。
2.聚合物的分类和命名
聚合物的种类日益增多，迫切需要-个科学的分类方案和合理的命名法。
1.2.1聚合物的分类
可以从不同专业角度，对聚合物进行多种分类，例如按来源、合成方法、用途、热行为、结构等来分类。按来源，可分为天然高分子、合成高分子、改性高分子:按用途，可粗分为合成树脂和塑料、合成橡胶、合成纤维、涂料、胶粘剂、功能高分子等;按热行为，可分为热塑 性聚合物和热固性聚合物:按凝聚态，可以分为橡胶态 、玻璃态、部分结晶态等。但从有机化学和高分子化学角度考虑，则按主链结构将聚合物分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机 (半有机或半无机)聚合物三大类;在此基础上，再进一步细分， 如聚烯烃、聚酰胺等。
(1) 碳链聚合物
大分子主链完全由碳原子组成。绝大部分烯类和二烯类的加成聚合物属于这一类。以乙烯为母体，取代以不同基团作为侧基，如甲基、苯基、氯、氟、氰基、羟基、羧基、酯基或酰胺基等，就形成性能各异的多种饱和碳链聚合物，如聚苯乙烯、聚氯乙烯等。由共轭二烯烃聚合，则成为主链中含有双键的碳链聚合物，如聚丁二烯、聚异戊二烯等。
(2)杂链聚合物
大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子，如聚醚、聚酯、聚酰胺等缩聚物和杂环开环聚合物，天然高分子多属于这一类。这类聚合物的主链中都留有特征基团，如醚键(一0一)、酯键(一0CO一)、酰胺键(一NHCO-)等
(3) 元素有机聚合物(半有机高分子)
大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基多半是有机基团，如甲基、乙基、乙烯基、苯基等。聚硅氧烷(有机硅橡胶)是典型的例子。
如果主链和侧基均无碳原子，则成为无机高分子，如硅酸盐类。
1.2.2聚合物的命名
聚合物常按单体来源命名，有时也会有商品名。1972年，国际理论化学和应用化学联合会(IUPAC)对线形聚合物提出了结构系统命名法。
(1)单体来源命名法
，聚合物名称常以单体名为基础。 炀类聚合物以端类单体名前冠以“聚”字来命名，例如乙烯、氣乙烯的聚合物分别称为聚乙烯、聚氯乙烯。聚合物都按这种方法命名。
由两种单体合成的共聚物，常摘取两单体的简名，后缀“树脂”两字来命名，例如苯酚和甲醛的缩聚物称为酚醛树脂。这类产物的形态类似天然树馆，国因此有合成树脂之统称。目前已扩展到将未加有助剂的聚合物粉料或粒料也称为合成树脂。合成橡胶往往从共聚单体中各取一学，后缀“橡胶二字来命名，如丁(二烯)苯(乙烯)橡胶、乙（烯）丙（烯）橡胶等。
杂链聚合物还可以进一步 按其特征结构来命名，如聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜等。 这些都代表一类聚合物， 具体品种另有专名，如聚酰胺中的己二胺和已二酸的缩聚物学名为 聚己二酰已二胺，国外商品名为尼龙-66 (聚酰胺-66)。“尼龙”后的前一数字代表二元胺的 碳原子数，后一数字则代表二元酸的碳原子数;如只有一- 位数，则代表氨基酸的碳原子数， 如尼龙-6 (锦纶)是己内酰胺或氨基已酸的聚合物。我国习惯以“纶”字作为合成纤维商品名的后缀字，如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇的纤维分别称作涤纶、腈纶、维尼纶，其他如丙纶、氯纶则分别代表聚丙烯、聚氯乙烯的纤维。
有些聚合物按单体名来命名容易引起混淆，例如结构式为［OCH2CH2]n的聚合物，可从环氧乙烷、乙二醇、氯乙醇或氯甲醚来合成，只因为环氧乙烷单体最常用，故通常称作聚环氧乙烷。按结构，该聚合物应称作聚氧乙烯。
(2)系统命名法
为了作出更严格的科学系统命名，国际理论化学和应用化学联合会(IUPAC)对线形聚合物提出下列命名原则和程序:先确定重复单元结构，再排好其中次级单元次序，给重复|单元命名，最后冠以“聚”字，就成为聚合物的名称。写次级单元时，先写侧基最少的元素，再写有取代的亚甲基，然后写无取代的亚甲基。这一次序与习惯写法有些不同，现举4例比较如下。
［CHCH2]n ［CH=CHCH2CH2]n ［O-CHCH2]n ［CHCH2]n
CI F COOCH3
系统命名:聚1-氯代亚乙基 聚1-亚丁烯基 聚氧化1-氟代亚乙基 聚[1-(甲氧羰基)亚乙基]
习惯命名:聚氯乙烯 聚丁二烯 聚氧化氟乙烯 聚丙烯酸甲酯
IUPAC系统命名法比较严谨，但有些聚合物，尤其是缩聚物的名称过于冗长，例如:
习惯命名 系统命名
［NH(CH2)5CO]n 聚已内酰胺 聚[亚氨基(1-氧代已 基)]
［NH(CH2)6NH . OC(CH2)4CO]n 聚已二酰己二胺 聚(亚氨基亚已基亚氨基已二酰)
［O(CH2)2O.OCC6H4CO]n 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚(氧亚乙基氧对苯二甲酰)
为方便起见，许多聚合物都有缩写符号，例如聚甲基丙烯酸甲酯的符号为PMMA。第一次出现比较不常用的符号时，应注出全名。在学术性比较强的论文中，虽然并不反对能够反映单体结构的习惯名称，但鼓励尽量使用系统命名，并不希望用商品俗名。
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