高分子化工PPT演示课件

第十三章高分子化工,1,高分子化工,1绪论一、高分子的基本概念二、高聚物的命名和分类三、高分子材料的制备2聚合原理一、聚合反应的概念及分类二、连锁聚合三、逐步聚合,2,w,一、高分子的基本概念,1.高分子化合物2.大分子链：由许多相同的、简单的小分子，通过共价键连接，象一条链子3.结构单元：组成大分子链的最简单的基本结构。4.重复单元重复单元可以和结构单元一样也可不一致5.聚合度：重复单元数或链节数，记作DP6.单体：形成结构单元的分子组成的化合物，即聚合物原料7.n：重复单元数，即聚合度，衡量高分子大小的指标。8.相对分子质量,3,w,1.高分子化合物,定义：指相对分子量高达100001000000的化合物，简称高分子。分类：天然高分子如棉、麻、皮、毛、植物纤维素、蛋白质等合成高分子（又称高聚物或聚合物）如合成塑料、合成纤维、合成橡胶、油漆、涂料等。功能性高分子：具有特殊功能的高分子化合物总称。,4,w,4.重复单元,w,在大分子链中，重复出现的结构单元。,5,5、相对分子质量,聚合物相对分子质量DPMoDP：聚合度，重复单元数Mo：重复单元相对分子量例如聚氯乙烯：M：415万Mo：62.5可计算出：n:平均聚合度约6402400,6,w,重复单元和结构单元也可以不一致,聚己二酰己二胺尼龙-66己二胺+己二酸聚己二酰己二胺,7,w,二、高聚物的命名和分类,1.习惯命名法2.系统命名法3.聚合物的分类（1）以主链结构分（2）性能用途分类,8,w,1.习惯命名法,以单体名为基础，前面冠以“聚”字。如：聚乙烯、聚氯乙烯。由两种不同单体合成的产物，取两单体简名，后缀“树脂”。如：苯酚和甲醛酚醛树脂尿素和甲醛脲醛树脂,9,w,1.习惯命名法,以聚合物的结构特征命名如：己二胺和己二酸的反应产物的学名是聚己二酰己二胺，商业名：尼龙-66尼龙：代表聚酰胺一大类尼龙后第一个数6：二元胺的碳原子数第二个数6：二元酸的碳原子数,10,w,1.习惯命名法,我国习惯上以“纶”作为合成纤维商品名的后缀字。如涤纶、锦纶、维尼纶、腈纶、氯纶、丙纶等。许多合成橡胶是共聚物，往往从共聚单体中各取一字，后连“橡胶”二字来命名。丁（二烯）苯（乙烯）橡胶丁（二烯）（丙烯）腈橡胶乙（烯）丙（烯）橡胶等。,11,w,2.系统命名法,1972，纯化学和应用化学国际联合会（IUPAC）以结构为基础的命名法：首先，确定重复单元结构其次，排好重复单元中次级单元的次序，给重复单元命名最后，在重复单元名称前加一个“聚”字,12,w,如：聚氯乙烯，重复单元结构为，在重复单元前串有取代基部分，命名为：聚（1-氯代乙烯）。聚苯乙烯命名为：聚（1-苯基乙烯）,系统命名法示例,13,w,(1)以主链结构分碳链聚合物杂链聚合物元素有机聚合物(2)性能用途分类A.塑料B.橡胶C.纤维D.粘结剂E.涂料,3.聚合物的分类,14,w,碳链聚合物,大分子主链完全由碳原子组成。大部分烯、双烯类聚合物,15,w,大分子主链中除碳原子外，还有O、S、N等杂原子如聚醚、聚氨酯、聚硫橡胶等,杂链聚合物,16,w,大分子主链中无碳原子，主要有Si、B、Al和O、N、S、P等原子，侧链却由甲基、乙基、乙烯基、芳基等有机集团组成。有机硅橡胶即典型例子。,元素有机聚合物,17,w,概念：以合成树脂为基本成分，加入填充剂后而成的可塑性材料分类（根据受热时行为的不同）热塑性塑料：可反复受热软化、冷却成型。具可溶性（加人溶剂能溶解）、可熔性。如聚乙烯、聚苯乙烯。热固性塑料：经固化成型后再受热不能熔化，加溶剂不溶解。如酚醛、脲醛塑料。,A.塑料,18,w,定义：具有高弹性的材料（在外力作用下能发生较大的形变，当外力消除后能迅速恢复其原状）。分类通用橡胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、代替天然胶，用于生产轮胎、胶鞋、橡皮管等。特种橡胶：用于制造耐热、耐油、耐老化或腐蚀的制品，如氟橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等。,B.橡胶,19,w,定义：线型结构的高相对分子质量合成树脂，经牵引、拉伸、定型得到的纤维，弹性较小。品种：聚酯纤维涤纶聚酰胺纤维尼龙或锦纶聚丙烯腈纤维腈纶聚丙烯纤维丙纶,C.纤维,20,w,通过表面粘结力、内聚力把材料粘合在一起，并在结合处有足够强度的物质。类型：溶液型、乳液型、膏糊型、粉末型、胶带型，并正向高性能、低成本、无污染、使用方便、节能方面发展。通常是高分子合成树脂或具有反应性的低相对分子质量合成树脂。主要有：酚醛树脂类、乙烯基树脂类、橡胶类、环氧树脂类、丙烯酸类、热熔胶类、聚氨酯类、聚酯类以及有机硅类等用途：包装工业、建筑合木材制品业、机械、电子、电器、交通运输、轻纺、轻工、纺织等行业。,D.粘结剂,21,w,涂料是能涂敷于底材表面并形成坚韧连续膜的液体或固体物料的总称。组成：成膜物、颜料、填料、助剂、溶剂成膜物质是涂料的基本组分，其作用是粘结颜料并能形成坚韧连续的膜。类型：溶剂型、水性型、粉末涂料。环保型：无溶剂、水性、粉末、高固体粉末等涂料。（采用辐射固化或常温干燥）方向：低温、快速固化。,E.涂料,22,w,三、高分子材料的制备,三个过程、三个工业基本有机合成：获得单体，同时获得溶剂、塑料添加、橡胶配合剂。高分子合成：将单体聚合。高分子成型：将聚合物加工成制品。（示例：塑料成型基本有机合成工业、高分子合成工业、高分子成型加工工业是密切相联系的三个工业部门。,w,23,塑料成型,w,24,聚合反应的概念及分类,1.聚合反应由低分子单体合成聚合物的反应称作聚合反应2.按单体和聚合物的组成和结构不同进行分类3.按聚合反应机理和动力学进行分类,w,25,2.按单体和聚合物的组成和结构不同进行分类,聚合反应的分类：加聚反应：由烯烃单体通过双键加成得到聚合物的反应，所得聚合物称为加聚物。如合成聚苯乙烯、聚乙烯的反应就是加聚反应缩聚反应：官能团之间的反应，产物为缩聚物还有小分子副产物。例如：尼龙-66,w,26,3.按聚合反应机理和动力学进行分类,在20世纪50年代，根据聚合反应机理和动力学，将聚合反应分成连锁聚合和逐步聚合。连锁聚合：单体被引发形成反应的活性中心，再将分子一个一个引发激活并连接成大分子，这激发和连接的速率很快，如连锁爆炸一样，因而，称这种反应为连锁聚合。烯类单体的加聚反应大部分是连锁聚合。逐步聚合：逐步聚合的特征是在低分子转变成高分子的过程中，反应是逐步进行的，相对分子质量缓慢增加。绝大多数缩聚反应是属于逐步聚合反应。,w,27,二、连锁聚合,链引发链增长链终止几步基元反应。活性中心：自由基、阳离子或阴离子。1.自由基聚合：活性中心是自由基的聚合（占聚合物的60%）2.自由基共聚合：3.离子聚合：活性中心是离子的连锁聚合4.配位聚合：（P659）配位聚合是指单体分子首先在活性中心的空位上配位，形成某种形式的络合物，随后单体分子相继插人过渡金属一烷基键（Mt-R）中进行增长。,w,28,自由基共聚合,定义：两种或两种以上单体共同参加的聚合称共聚反应。所形成的聚合物含有两种或多种单体单元，称为共聚物。根据参加反应单体的单元数，