关于高分子材料与生活论文

1、关于高分子材料与生活论文随着现代科技的快速发展，高分子材料已是材料科学 中最具代表性的、最具发展前途的一类材料。聚芳醸类材 料是一种具有很好的耐高温性、力学性和绝缘性的高性能 高分子材料。关键词：有机高分子材料、聚芳醯、耐高温。digest:withtherapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,polymermaterialsareakindofthemostive, themos ciencealrea dofmaterial hightempera tpromisingm dy. thermal1 thatcontain ture, mec

2、han aterialinth ystablepoly saverygoodr icalpropert trepresenta ematerialss mersareakin esistanceto iesandinsulationofhigh performance polymermate rials.key words:polymermaterials hermallystablepolyme rs, peek1.1聚芳醸材料：美国ge公司于1964年首次研制出具有优良物理机械 性能和耐热性能的聚苯讎(pp0),从此以后，聚芳醸类耐热 特种工程塑料成为人们研究耐热工程塑料研究的热点。聚芳瞇

3、的高分子主链中同时含有刚性的对苯撑和柔性 醛键的芳香醞结构，使得这种材料在保持优良的物理机械 性能和耐热性能的同时，具有柔性和韧性，便于加工成型, 并赋予聚芳醸材料良好的热稳定性和优异的综合性能。聚芳醯可和许多化学物发生化学反应合成新型高性能 有机高分子材料。如聚芳醛和咔呼聚合可生成荧光材料或 光电传导材料。1 . 2聚芳醸材料的种类：聚芳醯材料包括聚飒和聚芳醞酮两大品种，还有日常 聚芳醞酰胺和聚芳®y青等几类小品种。以下将着重介绍聚 芳瞇酮和聚砚这两种有机高分子材料。2. 1. 1聚芳i迷酮：最早关于聚芳醯酮的合成报道出现在二十世纪六十年 代，它是基于亲电取代反应、发生frie n

4、delcrafts酰基化 而得。结晶聚合物的不溶性问题可以通过在强酸介质中进 行聚合解决，最初是用多磷酸，后来是用hf/bf3,它们可 以通过轻基的质子化溶解聚合物。虽然能制得具有很高力 学性能的高分子量聚合物，但是由于反应介质具有很高的 反应活性，很难获得高纯度的聚合物，这些生产问题阻碍 了聚芳醸酮的商业化。在hf/bf3中通过聚酰化合成的聚醯酮(pek )在20世纪 70年代中期的很短时间内由ray chem进行了 一定规模的生 产，其产名为sti lan0在20世纪60年代末期，john son等首次报道了用亲核 取代法制备的聚芳醸酮，但是由于过早沉淀导致结晶使得聚合物 的分子量较低，其

5、力学性能也相对较低。rose等（ici）用二本砚作为溶剂制得了高结晶、高分子 量的聚合物，在用亲核取代法合成peak上取得了关键性突 破。在该溶剂中的亲核取代聚合时peek大规模工业化生产 的基础，使其成为第一个全面商业化的聚芳醸酮。peek在 20世纪8 0年代早期由ici实现商业化，用相似的亲核路 线合成的pek在198 7年也实现了商业化。聚芳醯酮的主要生产商是现在的ici公司（v ictrexpeek和pek）。几个其他的公司最近也开始了聚芳醞 酮的生产（dupont公司的peek amoc o公司的kadel> h oechst 公司的 ho statec 和 basf 公司的

6、 ultrapek ） 2. 1. 2制备：现在大规模生产的聚芳瞇酮是基于亲和取代反应，尽 管随着亲电取代路径的发展这种方法会发生改变。peek最重要的商业化聚芳醸酮peek是在惰性环境中、 在接近聚合物tm的温度下（大于300摄氏度），有1 ,4-苯 二醇和4,4，-二氟苯酮在二苯砚中在碱金属碳酸盐存在的 条件下反应制得的。通过抽取溶剂，聚合物在二苯枫和无 机杂质中析出，这使聚合物熔融不稳定，通常加入稍过量 的4,4, -二氟苯酮以阻止在链端生成酚键使聚合物不稳定。 缩聚反应生成的水可以使f基团发生水解，并阻止形成高 分子量的聚合物，但是水会在高的反应温度和溶剂的硫水 性作用下挥发掉。实验中

7、需要采用昂贵的双氟单体而不用 较便宜的双氯单体，因为吸电子能力弱的拨基基团不能激活卤素实现亲核取代，从 而不能形成有效的反应基团。pekic i公司生产的pek的两条亲核路线和生产pee k 的路线相似。双单体路线是用4, 4, -二拨基苯酮来代替1, 4-苯二醇，单一单体路线是采用4-氟-4-拨基苯酮的钾盐。 后者易于发生副反应生成支化使聚合物的力学性能下降， 因此现今多采用双单体路线。p ek通常用亲电酰化法来制备，最方便的合成方法是 用4-苯氧基苯甲酰氯在特制的聚四氟乙烯容器中用hf/bf3 作为反应介质进行friend elcrafts缩聚。这种亲电路线使 用了相对便宜的非氟取代的芳香

8、单体。如果能够解决与强 腐蚀性反应介质有关的问题，那么这将是生产pek最廉价 的路线。2. 1.3性能：聚芳瞇酮相似的结构使得它们具有相似的性能。物理化学性质大部分全芳香聚芳醸酮都是半结晶的， 这是由于主链中极性基团之间强烈的链内相互作用力以及 醍键和拨基单元发生的结晶平衡。商品化聚芳醸酮的许多 优异性能与其具有在正常的加工条件下易形成高的结晶度 有关。聚芳醯酮优异的抗溶剂性主要归功于它的半结晶形态。 peek在所有的普通溶剂中都不溶解，在室温条件下它只溶 于可使按基质子化的强酸（如浓硫酸、hf、三氟甲基飒）。 在tg以上peek也可以溶于几种介质中（如二苯砚、一些高 沸点的酯、苯甲酮、1-氯

9、蔡）。peek具有很小的吸水性，但 是可以吸收大量的二氯甲烷和含有被临近的电 负性基团活化的h原子的相关溶剂。聚芳醸酮的不溶性使得很难测定它的分子量，现在多 以浓硫酸作溶剂，采用黏度法和光散射法以及高温凝胶渗 透色谱法进行测定。商业化的peek的数均分子量在几万左 右。p eek的线性芳香主链使得它具有优异的化学稳定性和 抗离子辐射性。可使peek降解的试剂通常是c12、br2.和 浓硝酸，peek在浓硫酸中溶解后使得硫化的芳环被两个酯 基取代。热性能用视差扫描量热法测得的无定型peek的t g为 143°c,结晶放热主要集中在180°c,在334°c时熔化吸热达 到极值。在聚芳醯酮主链中增加按基和醸键的比例，则tg. tm都会提高，因而pek的tg为160°c, tm为365 °c 0等温结晶研究表明p eek的结晶速度很快，通常在正常 的加工条件下结晶度也能达到25%-30%。聚酰醞酮具有优异的热稳定性。pe ek的熔融物可以在 40 0°c稳定存在lh以上。但是在300°c以上长时间加热会 发生交联而使热氧稳定性下降。若存在杂质铜则会显著加 速peek熔融物的降解。力学性能peek和pek的