二十二章節(jié)合成高分子化合物ppt課件

1、第二十二章第二十二章 合成高分子化合物合成高分子化合物第一節(jié)、合成高分子的意義及分類第一節(jié)、合成高分子的意義及分類第二節(jié)、高分子的合成第二節(jié)、高分子的合成第三節(jié)、高分子的構(gòu)造及其性能特點(diǎn)第三節(jié)、高分子的構(gòu)造及其性能特點(diǎn)第四節(jié)、常見(jiàn)的高分子化合物第四節(jié)、常見(jiàn)的高分子化合物第一節(jié)第一節(jié) 合成高分子的意義及分類合成高分子的意義及分類 一、合成高分子化合物一、合成高分子化合物有機(jī)高分子化合物有天然與合成之分，如蛋白質(zhì)，淀粉及纖維素是自然有機(jī)高分子化合物有天然與合成之分，如蛋白質(zhì)，淀粉及纖維素是自然界中生長(zhǎng)的，故叫做天然高分子化合物；而塑料，合成纖維及合成橡膠那么界中生長(zhǎng)的，故叫做天然高分子化合物；而塑

2、料，合成纖維及合成橡膠那么屬于人工合成的，所以叫做合成高分子資料。屬于人工合成的，所以叫做合成高分子資料。 三大合成資料：合成纖維三大合成資料：合成纖維 合成橡膠合成橡膠 塑料塑料公元一世紀(jì)：開(kāi)場(chǎng)利用天然高分子絲織、造紙等；19世紀(jì)：英、美加工利用天然橡膠硫化、纖維素改性硝化；1907年：合成酚醛樹(shù)脂；1927年：合成聚乙烯；3040年代：合成橡膠、合成纖維、合成塑料。 高分子化合物與高分子資料是有區(qū)別的。我們常說(shuō)的高分子資料實(shí)踐上是由高分子化合物經(jīng)過(guò)加工和參與某些添加物而制成的。 高分子化合物是以其分子量很高而得名，普通在五千以上可達(dá)幾萬(wàn)，幾十萬(wàn)，甚至上百萬(wàn)。但它的化學(xué)組成都比較簡(jiǎn)單，并以一

3、樣的構(gòu)造單元組成。如：聚乙烯 寫(xiě)成 二、合成高分子的分類二、合成高分子的分類合成纖維： 尼龍、滌綸合成橡膠：丁苯橡膠、丁鈉橡膠、丁腈橡膠；塑料：熱塑性塑料、熱固性塑料。第二節(jié)、高分子的合成第二節(jié)、高分子的合成 一、加聚反響一、加聚反響1加聚反響加聚反響 由一種或兩種以上不飽和烴或環(huán)狀化合物合成高聚物的反響，反響由一種或兩種以上不飽和烴或環(huán)狀化合物合成高聚物的反響，反響過(guò)程中沒(méi)有低分子物質(zhì)生成。過(guò)程中沒(méi)有低分子物質(zhì)生成。 乙烯 聚乙烯環(huán)氧乙烷 聚環(huán)氧乙烷2、根本概念、根本概念 3、加聚反響的分類、加聚反響的分類1.均聚反響：僅由一種單體發(fā)生的加聚反響均聚反響：僅由一種單體發(fā)生的加聚反響 單體：每

4、個(gè)參與聚合的小分子；鏈節(jié)：生成的高聚物中每個(gè)聚合單元；聚合度：n值大??；分散性：聚合物n值差別；平均分子量：高聚物中不同大小聚合物分子的平均分子量。2.共聚反響：由兩種以上單體共同聚合 3. 按歷程分有：自在基 負(fù)離子 正離子和配位聚合反響 4、加聚反響歷程、加聚反響歷程 普通加聚反響的歷程有三種：自在基聚合、離子聚合、配位聚合自在基聚合 該類聚合為加聚反響的主要類型，普通多以過(guò)氧化物為自在基引發(fā)劑，經(jīng)過(guò)自在基反響歷程進(jìn)展聚合。 引發(fā)劑：過(guò)氧化二苯甲酰 偶氮二異丁睛 自在基聚合反響就是牧體征引發(fā)劑或在允、執(zhí)、輻別嬸物以能量激發(fā)下轉(zhuǎn)化成自在基而引起的聚合反響。鏈的引發(fā) 鏈的引發(fā)是自在基聚合反響的

5、f姑階段。單體分子在外界要素激發(fā)下轉(zhuǎn)變?yōu)樽栽诨?白由基 單體 單體自在基 鏈的增長(zhǎng) 單體白由基RMl或M生成后，繼續(xù)與單體分子作用，直至生成大分子鏈自在基的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是迅速而反復(fù)屢次地進(jìn)展比可以來(lái)示如下： 單體 單體 二聚體 三聚體 n聚體 自在基 自在基 自在基 自在基例如：鏈的終止鏈的終止離子聚合反響歷程離子聚合反響歷程 經(jīng)過(guò)酸、金屬鹵化物產(chǎn)生正離子或經(jīng)過(guò)堿金屬或其它親核試劑產(chǎn)生負(fù)離子而產(chǎn)生加聚反響。配位聚合反響歷程配位聚合反響歷程 在齊格勒那塔催化劑如AlC2H53TiCl4等的控制下，單體間只能按照一定的方向進(jìn)展聚合，產(chǎn)生有規(guī)構(gòu)造的大分子聚合物。也稱定向聚合。 1、縮聚反響 由一

6、種或兩種以上單體化合成高聚物，同時(shí)有低分子物質(zhì) 產(chǎn)生。 特點(diǎn)：1所用單體是帶有兩個(gè)或兩個(gè)以上-OH, -COOH, -NH2等 反響基團(tuán)的化合物。 2是經(jīng)過(guò)一連串的縮合反響來(lái)完成的。和低分子的縮合 反響一樣。都是可逆反響。相對(duì)分子量隨反響時(shí)間增 加而逐漸增大，但單體的轉(zhuǎn)化率卻幾乎與反響時(shí)間無(wú) 關(guān)。 二、縮聚反響二、縮聚反響 有些單體縮聚成高聚物時(shí)，并不析出低分子物質(zhì)。但在反響過(guò)程中，也是相對(duì)分子量隨反響時(shí)間而逐漸增大，單體轉(zhuǎn)化率與反響時(shí)間無(wú)關(guān)。這種反響也屬縮聚反響。 如： 尼龍-6 聚氨酯 除酚醛樹(shù)脂外，脲醛樹(shù)脂與三聚氰胺甲醛樹(shù)脂有也都可構(gòu)成熱固性樹(shù)脂。 在這些縮合反響中，尿素相當(dāng)于四個(gè)官能團(tuán)

7、的單體。每個(gè)-NH2相當(dāng)于兩個(gè)官能團(tuán) 2、縮聚反響歷程、縮聚反響歷程 普通是在兩種分子或兩種基團(tuán)間，以酸、堿等催化下進(jìn)展，與簡(jiǎn)單化合物的反響歷程一樣。 3、縮聚反響分類 1線型縮聚 單體分子以兩個(gè)官能團(tuán)向大分子的兩個(gè)方向增長(zhǎng)，得到線型構(gòu)造的產(chǎn)物。NoImage2體型縮聚 單體分子以兩個(gè)以上的官能團(tuán)向大分子的兩個(gè)方向增長(zhǎng)，得到體型構(gòu)造的產(chǎn)物。第三節(jié)、高分子的根本構(gòu)造及其性能特點(diǎn)第三節(jié)、高分子的根本構(gòu)造及其性能特點(diǎn) 1. 分子的分子構(gòu)造分為兩種根本類型：線型構(gòu)造，體型構(gòu)造。分子的分子構(gòu)造分為兩種根本類型：線型構(gòu)造，體型構(gòu)造。2性能性能 線形構(gòu)造包括帶有支鏈的高分子，有獨(dú)立的大分子存在在溶線形構(gòu)造包

8、括帶有支鏈的高分子，有獨(dú)立的大分子存在在溶劑中或在加熱熔融形狀下，大分子可以彼此別分開(kāi)來(lái)。具有彈性，劑中或在加熱熔融形狀下，大分子可以彼此別分開(kāi)來(lái)。具有彈性，可塑性，在溶劑中能溶解，加熱熔融，硬度和脆性較小?？伤苄裕谌軇┲心苋芙?，加熱熔融，硬度和脆性較小。 體型構(gòu)造分子鏈間大量是交聯(lián)的高分子，沒(méi)有獨(dú)立的大分子存體型構(gòu)造分子鏈間大量是交聯(lián)的高分子，沒(méi)有獨(dú)立的大分子存在，沒(méi)有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較在，沒(méi)有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。大。 3、高分子化合物的集聚形狀、高分子化合物的集聚形狀1、晶相高聚物和非晶相高聚物 線型構(gòu)造的高聚物有晶相

9、的和非晶相。晶相高聚物由于其內(nèi)部分子陳列很有規(guī)律，分子間的作用力較大，故其耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度都比非晶相的高，熔限較窄。非晶相高聚物沒(méi)有一定的熔點(diǎn)，耐熱性能和機(jī)械強(qiáng)度都比晶相的低。 體型構(gòu)造的高聚物，由于分子鏈間有大量的交聯(lián)，分子鏈不能夠產(chǎn)生有序陳列，因此都是非晶相的，對(duì)于少量交聯(lián)的網(wǎng)狀高聚物，因其交聯(lián)少，鏈段間也能夠產(chǎn)生部分的有序陳列，但這種部分的有序陳列，其分子間的吸引力缺乏以堅(jiān)持在這種形狀，而容易恢復(fù)到原來(lái)的無(wú)序形狀。所以橡膠硫化少量交聯(lián)后，仍能堅(jiān)持良好彈性。2線型非晶相高聚物的聚集形狀線型非晶相高聚物的聚集形狀 線型非晶相高聚物具有三種不同的物理形狀： 玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài) 塑料所處的形

10、狀是玻璃態(tài)，橡膠所處的形狀是高彈態(tài)。 把高聚物加熱到熔融時(shí)所處的形狀就是粘流態(tài)。玻璃態(tài)的特征是形變很困難，硬度大；高彈態(tài)的特征是形變很容易，具有高彈性；粘流態(tài)的特征是形變能恣意發(fā)生，具有流動(dòng)性。這三種物理形狀，隨著溫度的變化可以相互轉(zhuǎn)化：第四節(jié)、第四節(jié)、 常見(jiàn)高分子化合物常見(jiàn)高分子化合物 1塑料塑料 具有可塑性能的高分子資料。以高分子樹(shù)脂為根本成分具有可塑性能的高分子資料。以高分子樹(shù)脂為根本成分的高分子物質(zhì)。的高分子物質(zhì)。 組成：樹(shù)脂：高分子物質(zhì)。組成：樹(shù)脂：高分子物質(zhì)。40100。 助劑：填料、增塑劑、光滑劑、穩(wěn)定劑助劑：填料、增塑劑、光滑劑、穩(wěn)定劑。 分類：熱塑性塑料、熱固性塑料。分類：熱

11、塑性塑料、熱固性塑料。 普通塑料、工程塑料。普通塑料、工程塑料。熱塑性塑料：普通為線型高分子，可反復(fù)加熱熔化。熱塑性塑料：普通為線型高分子，可反復(fù)加熱熔化。 如：聚乙烯、聚氯乙烯等等。如：聚乙烯、聚氯乙烯等等。熱固性塑料：受熱發(fā)生交聯(lián)，固化，冷卻后不能再熔化。熱固性塑料：受熱發(fā)生交聯(lián)，固化，冷卻后不能再熔化。 如：酚醛塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等等。如：酚醛塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等等。塑料中的“四烯 英文縮寫(xiě) 系統(tǒng)命名 聚乙烯 PE 聚次乙基 聚丙烯 PP 聚1-甲基乙烯 聚氯乙烯 PVC 聚1-氯乙烯 聚苯乙烯 2、合成纖維、合成纖維 以合成高分子為原料制得的纖維。分類： 無(wú)機(jī)纖維 ：玻璃纖維、陶瓷纖維合成纖維

12、 有機(jī)纖維：人造纖維：人造纖維素、人造Pr纖維 合成纖維：尼龍、滌綸碳鏈纖維：聚丙烯纖維、聚丙烯腈。雜鏈纖維：聚酰胺、聚酯。特點(diǎn)：有一定線性、易加工、強(qiáng)度大； 有適宜的分子量； 有一定的極性基團(tuán)，易著色、印染等； 有一定的物理特性，便于加工，產(chǎn)品性能好。 纖維中的纖維中的“四綸四綸 錦綸尼龍：錦綸尼龍： 尼龍尼龍-6 聚已內(nèi)酰胺聚已內(nèi)酰胺 “6表示已內(nèi)酰胺的碳原子數(shù)尼龍表示已內(nèi)酰胺的碳原子數(shù)尼龍-66聚已二聚已二酰已二胺酰已二胺 前面數(shù)字表示二元胺的碳原子數(shù)，后面的數(shù)字表示二元前面數(shù)字表示二元胺的碳原子數(shù)，后面的數(shù)字表示二元酸的碳原子數(shù)。酸的碳原子數(shù)。聚已內(nèi)酰胺尼龍-6 聚已二酰已二胺尼龍-66 聚對(duì)苯二甲酸乙二酯 PETP 聚丙烯腈 PAN 聚乙烯醇 3合成橡膠合成橡膠 1、天然橡膠