精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)復(fù)習(xí)1

1、精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)第一章第一章 緒論緒論1.1 1.1 概述概述1.1.3 1.1.3 精細(xì)高分子化學(xué)品的研發(fā)特點(diǎn)精細(xì)高分子化學(xué)品的研發(fā)特點(diǎn) 影響因素復(fù)雜；影響因素復(fù)雜；與低分子化學(xué)品相比，其大分子量及多分散與低分子化學(xué)品相比，其大分子量及多分散性使生產(chǎn)過程（反應(yīng)、控制、后處理、傳質(zhì)、傳熱、輸送等）性使生產(chǎn)過程（反應(yīng)、控制、后處理、傳質(zhì)、傳熱、輸送等）更為復(fù)雜。更為復(fù)雜。 配方設(shè)計(jì)、反應(yīng)工藝、后處理工藝的選取一體化；配方設(shè)計(jì)、反應(yīng)工藝、后處理工藝的選取一體化； 裝置有較廣泛的適用性和操作彈性裝置有較廣泛的適用性和操作彈性；“一線多用，一機(jī)多能一線多用，一機(jī)多能” 大分子的反應(yīng)及加工技術(shù)的應(yīng)用

2、比例大；可參照性強(qiáng)。大分子的反應(yīng)及加工技術(shù)的應(yīng)用比例大；可參照性強(qiáng)。 生產(chǎn)工藝流程短，裝置無管路化；生產(chǎn)工藝流程短，裝置無管路化； 研發(fā)者需掌握多學(xué)科知識(shí)。研發(fā)者需掌握多學(xué)科知識(shí)。第一章 緒論1.3 精細(xì)高分子化學(xué)品化工的生產(chǎn)特點(diǎn) 反應(yīng)、控制、后處理、傳質(zhì)、傳熱、物料輸送等更加復(fù)雜。反應(yīng)、控制、后處理、傳質(zhì)、傳熱、物料輸送等更加復(fù)雜。 三種制備路線三種制備路線 a. a. 通過單體聚合；通過單體聚合； b. b. 高分子材料化學(xué)改性；高分子材料化學(xué)改性； c. c. 通過加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化。通過加工成型實(shí)現(xiàn)材料的功能化。第一章 緒論第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：2.

3、1 基本概念基本概念2.2 聚合物的分類和命名聚合物的分類和命名2.3 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)2.4 分子量及其分布分子量及其分布2.5 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和玻璃化溫度聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和玻璃化溫度第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)2.12.1精細(xì)高分子化學(xué)的精細(xì)高分子化學(xué)的基本概念基本概念高分子化學(xué)：高分子化學(xué)：研究高分子化合物研究高分子化合物( (簡稱高分子簡稱高分子) )合成和反應(yīng)及聚合物的合成和反應(yīng)及聚合物的 結(jié)構(gòu)和性能的一門學(xué)科。高分子又稱結(jié)構(gòu)和性能的一門學(xué)科。高分子又稱聚合物聚合物，其分子量，其分子量 高達(dá)高達(dá)10104 410106 6。重重 復(fù)復(fù) 單元單元：一個(gè)大分子往

4、往由許多簡單的結(jié)構(gòu)單元通過一個(gè)大分子往往由許多簡單的結(jié)構(gòu)單元通過 共價(jià)鍵重復(fù)鏈接而成，也稱共價(jià)鍵重復(fù)鏈接而成，也稱鏈節(jié)鏈節(jié)。部分聚合物的的鏈節(jié)。部分聚合物的的鏈節(jié) 就是其就是其單體單元單體單元。 例如聚氯乙烯例如聚氯乙烯注：聚乙烯的分子式第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)2.1 基本概念單單 體體：合成聚合物的原料稱做單體，通過聚合反應(yīng)，合成聚合物的原料稱做單體，通過聚合反應(yīng)， 單體才轉(zhuǎn)變并成大分子的結(jié)構(gòu)單元。單體才轉(zhuǎn)變并成大分子的結(jié)構(gòu)單元。聚聚 合合 度度(DP)(DP)：括號(hào)代表重復(fù)連接的意思，：括號(hào)代表重復(fù)連接的意思，n n代表重復(fù)單元代表重復(fù)單元 數(shù)，定義為聚合度數(shù)，定義為聚合度(DP)

5、(DP)。聚合物分子量聚合物分子量： M=DPM=DPMM0 0 M - M -聚合物分子量聚合物分子量 MM0 0-重復(fù)單元分子量重復(fù)單元分子量均均 聚聚 物物： 由一種單體聚合而成的聚合物。由一種單體聚合而成的聚合物。共共 聚聚 物物： 由兩種以上單體共聚而成的聚合物。由兩種以上單體共聚而成的聚合物。第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)2.1 基本概念縮合類聚合物的結(jié)構(gòu)特征縮合類聚合物的結(jié)構(gòu)特征 如：尼龍如：尼龍-66-66重復(fù)單元由兩種結(jié)構(gòu)單元組成，這種結(jié)構(gòu)單元就不能稱作單體單元。第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)2.2 聚合物的分類和命名第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)2.2.2. 2.2.

6、2. 聚合物的命名聚合物的命名一、習(xí)慣命名法一、習(xí)慣命名法 均聚物：常以單體名為基礎(chǔ)，在單體名前冠以均聚物：常以單體名為基礎(chǔ)，在單體名前冠以“聚聚”字。字。 如：聚乙烯（如：聚乙烯（PEPE）、聚氯乙烯（）、聚氯乙烯（PVCPVC）、聚苯乙烯（）、聚苯乙烯（PSPS） 共聚物：共聚物： 常取兩單體的簡名，后綴常取兩單體的簡名，后綴“樹脂樹脂”兩字來命名。兩字來命名。 如：苯酚和甲醛如：苯酚和甲醛 酚醛樹脂酚醛樹脂 尿素和甲醛尿素和甲醛 脲醛樹脂脲醛樹脂 甘油和鄰苯二甲酸酐甘油和鄰苯二甲酸酐醇酸樹脂醇酸樹脂 共聚合成橡膠從共聚單體中各取一字，后綴共聚合成橡膠從共聚單體中各取一字，后綴“橡膠橡膠”

7、二二 字來命名。字來命名。 如：丁如：丁( (二烯二烯) )苯苯( (乙烯乙烯) )橡膠橡膠 丁丁( (二烯二烯)( )(丙烯丙烯) )腈橡膠腈橡膠 乙乙( (烯烯) )丙丙( (烯烯) )橡膠橡膠第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ) 以聚合物結(jié)構(gòu)特征來命名，代表一類聚合物。以聚合物結(jié)構(gòu)特征來命名，代表一類聚合物。 如：聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、聚砜等如：聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、聚砜等 具體品種另有專名（以聚酰胺為例）具體品種另有專名（以聚酰胺為例） 如：己二胺和己二酸的縮聚物可稱為聚己二酰己二胺。如：己二胺和己二酸的縮聚物可稱為聚己二酰己二胺。 這樣的名稱冗長，商業(yè)上往

8、往稱做尼龍這樣的名稱冗長，商業(yè)上往往稱做尼龍-66-66。 尼龍尼龍代表聚酰胺一大類代表聚酰胺一大類 第一個(gè)數(shù)字第一個(gè)數(shù)字代表二元胺的碳原子數(shù)代表二元胺的碳原子數(shù) 第二個(gè)數(shù)字第二個(gè)數(shù)字代表二元酸的碳原子數(shù)代表二元酸的碳原子數(shù) 例：尼龍例：尼龍-610-610 尼龍只附一個(gè)數(shù)字的則代表氨基酸或內(nèi)酰胺的聚合物，尼龍只附一個(gè)數(shù)字的則代表氨基酸或內(nèi)酰胺的聚合物， 數(shù)字也代表碳原子數(shù)。如尼龍數(shù)字也代表碳原子數(shù)。如尼龍-6-6是己內(nèi)酰胺的聚合物。是己內(nèi)酰胺的聚合物。 第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ) 合成纖維合成纖維 我國習(xí)慣以我國習(xí)慣以“綸綸”作為合成纖維的后綴字。作為合成纖維的后綴字。 如：如： 滌綸

9、滌綸聚對(duì)苯二甲酰乙二醇酯聚對(duì)苯二甲酰乙二醇酯 錦綸錦綸尼龍尼龍-6-6 維尼綸維尼綸聚乙烯醇縮醛聚乙烯醇縮醛 腈綸腈綸聚丙烯腈聚丙烯腈 氯綸氯綸聚氯乙烯聚氯乙烯 丙綸丙綸聚丙烯聚丙烯 第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ) 三、用英文縮寫符號(hào)代表聚合物三、用英文縮寫符號(hào)代表聚合物 許多聚合物有特定的符號(hào)。書刊中第一次出現(xiàn)聚合許多聚合物有特定的符號(hào)。書刊中第一次出現(xiàn)聚合物符號(hào)時(shí)應(yīng)注出全名。物符號(hào)時(shí)應(yīng)注出全名。 如：聚甲基丙烯酸甲酯如：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA PMMA 丙烯腈丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯苯乙烯ABSABS第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ) 按聚合機(jī)理分類按聚合機(jī)理分類 按聚合機(jī)理

10、將聚合反應(yīng)分為按聚合機(jī)理將聚合反應(yīng)分為連鎖聚合連鎖聚合、逐步聚合逐步聚合兩大類兩大類 連鎖聚合連鎖聚合自由基聚合陽離子聚合陰離子聚合特點(diǎn)引發(fā)劑代表物引發(fā)快、慢增長、無終止得活性聚合物烷基鋰、萘鈉 活性很高，極易發(fā)生副反應(yīng)很難獲得高分子聚合物 質(zhì)子酸、路易斯酸和高能輻射 丁基橡膠（氯丁橡膠）一旦引發(fā)，瞬間增長偶氮、過氧化合物氧化還原體系、光烯類單體聚合第二章 精細(xì)高分子化學(xué)品化學(xué)基礎(chǔ)2.3 聚合反應(yīng)聚合反應(yīng) 按單體和聚合物組成結(jié)構(gòu)變化分類按單體和聚合物組成結(jié)構(gòu)變化分類 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)2按照單烯按照單烯CH2=CHX中取代基中取代基X的電負(fù)性次序和聚合傾向的關(guān)系的電負(fù)性次序和聚

11、合傾向的關(guān)系a.連鎖聚合需要活性中心，鏈引發(fā)是活性中心的形成，單體只能與活性中心反應(yīng)而使鏈增長，活性中心的破壞就是鏈終止。連鎖聚合的特征： b.整個(gè)聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等基元反應(yīng)組成，各基元反應(yīng)的速率和活化能差別很大。 逐步聚合逐步聚合逐步聚合的特征：逐步聚合的特征： a.低分子轉(zhuǎn)變成高分子在逐步進(jìn)行，即每一步反應(yīng)的速率和活化能大致相同。低分子轉(zhuǎn)變成高分子在逐步進(jìn)行，即每一步反應(yīng)的速率和活化能大致相同。 b.逐步聚合的全過程中，體系由單體和分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物所組成，逐步聚合的全過程中，體系由單體和分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物所組成，中間產(chǎn)物任何兩分子間都能反應(yīng)。中間產(chǎn)物任何兩

12、分子間都能反應(yīng)。2.4 2.4 分子量及其分布分子量及其分布 聚合物聚合物 分子量分子量 碳原子數(shù)碳原子數(shù) 分子長度分子長度/nm /nm 甲烷甲烷 16 l 0.12516 l 0.125低分子物低分子物 1000 聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC） （氯原子密度?。仍用芏刃。?（氯原子密度大）（氯原子密度大） CH CH2CH3n 3.1 3.1 聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)c.取代基的對(duì)稱性：對(duì)稱取代基比不對(duì)稱性的柔性好取代基的對(duì)稱性：對(duì)稱取代基比不對(duì)稱性的柔性好 因?yàn)槎€(gè)對(duì)稱側(cè)基使主鏈間距增大，減小作用力，容易因?yàn)槎€(gè)對(duì)稱側(cè)基使主鏈間距增大，減小作用力，容易旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。C CH2nClCl

13、CH CH2ClnC CH2nCH3CH3柔性：柔性：CH CH2CH3n聚偏二氯乙烯聚偏二氯乙烯聚異丁烯聚異丁烯3.1 3.1 聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu) 非極性取代基非極性取代基 取代基體積越大，空間位阻越大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難，柔取代基體積越大，空間位阻越大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)越困難，柔性越小。性越小。 CH CH2CH3nCH CH2n柔性：柔性： 如果分子內(nèi)或分子間有如果分子內(nèi)或分子間有氫鍵氫鍵生成，可生成，可大大增加大大增加分子的分子的剛性剛性。3）氫鍵）氫鍵 聚酰胺分子間可生成氫鍵，結(jié)果排列規(guī)整，甚至形成聚酰胺分子間可生成氫鍵，結(jié)果排列規(guī)整，甚至形成結(jié)晶，在晶區(qū)中，分子構(gòu)象無法改變。結(jié)晶，在晶區(qū)中，

14、分子構(gòu)象無法改變。3.1 3.1 聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu)4）分子鏈的規(guī)整性）分子鏈的規(guī)整性 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)愈規(guī)整愈規(guī)整，則，則結(jié)晶能力愈強(qiáng)結(jié)晶能力愈強(qiáng)，而高分子一旦結(jié)晶，而高分子一旦結(jié)晶，則則柔順性大大下降柔順性大大下降。 因?yàn)榉肿又性雍突鶊F(tuán)都被嚴(yán)格固定在晶格上，內(nèi)旋轉(zhuǎn)因?yàn)榉肿又性雍突鶊F(tuán)都被嚴(yán)格固定在晶格上，內(nèi)旋轉(zhuǎn)變得不可能。變得不可能。 如：如：聚乙烯聚乙烯，分子鏈本身是柔性的，但因規(guī)整性好，易，分子鏈本身是柔性的，但因規(guī)整性好，易結(jié)晶，聚乙烯塑料而不是橡膠。結(jié)晶，聚乙烯塑料而不是橡膠。聚集態(tài)結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)3.1 3.1 聚合物的結(jié)構(gòu)聚合物的結(jié)構(gòu) 3.1.3 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)高分子

15、的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：高聚物內(nèi)部高分子鏈之間的幾高聚物內(nèi)部高分子鏈之間的幾何排列。何排列。高分子的聚集態(tài)有：高分子的聚集態(tài)有：無定形態(tài)無定形態(tài)、結(jié)晶態(tài)結(jié)晶態(tài)、取向態(tài)取向態(tài)、液液晶態(tài)晶態(tài)和和織態(tài)織態(tài)。高分子所處的聚集態(tài)與高分子所處的聚集態(tài)與高分子鏈的結(jié)構(gòu)高分子鏈的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與形有關(guān)，還與形成聚集態(tài)時(shí)的成聚集態(tài)時(shí)的外界條件有關(guān)外界條件有關(guān)。不同的聚集態(tài)表現(xiàn)出不同的宏觀性能：不同的聚集態(tài)表現(xiàn)出不同的宏觀性能： 迅速冷卻迅速冷卻并并雙軸拉伸雙軸拉伸的滌綸薄膜是的滌綸薄膜是透明透明的韌性很好的韌性很好的的薄膜薄膜，而，而慢慢冷卻慢慢冷卻的滌綸片是的滌綸片是不透明不透明的

16、的脆性材料脆性材料。q聚合物的聚集態(tài)是決定聚合物本體性能的主要因素。聚合物的聚集態(tài)是決定聚合物本體性能的主要因素。3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2.1 基本力學(xué)性能基本力學(xué)性能（一）力學(xué)狀態(tài)（一）力學(xué)狀態(tài)橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，轉(zhuǎn)變溫度稱為橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，轉(zhuǎn)變溫度稱為粘流溫度粘流溫度Tf三種力學(xué)狀態(tài)：三種力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)玻璃態(tài)橡膠（高彈）態(tài)橡膠（高彈）態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)兩個(gè)轉(zhuǎn)變：兩個(gè)轉(zhuǎn)變：玻璃化轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，轉(zhuǎn)變溫度稱為玻璃化轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，轉(zhuǎn)變溫度稱

17、為玻璃化溫度玻璃化溫度Tg：硬而脆，用作塑料。：硬而脆，用作塑料。：軟而有彈性，用作橡膠。：軟而有彈性，用作橡膠。：熔體，加工成型。：熔體，加工成型。3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系原因：原因： 力學(xué)性能是大分子鏈的運(yùn)動(dòng)宏觀表現(xiàn)力學(xué)性能是大分子鏈的運(yùn)動(dòng)宏觀表現(xiàn)玻璃態(tài)：玻璃態(tài)：TTg鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)宏觀上，形變很小，模量很大，表現(xiàn)出硬而脆的性能。宏觀上，形變很小，模量很大，表現(xiàn)出硬而脆的性能。橡膠態(tài)：橡膠態(tài)：TgTTf整個(gè)大分子鏈可發(fā)生相對(duì)移動(dòng)整個(gè)大分子鏈可發(fā)生相對(duì)移動(dòng) 外力作用下，大分子鏈發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，聚合物出現(xiàn)不外力作用

18、下，大分子鏈發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，聚合物出現(xiàn)不可逆形變可逆形變流動(dòng)流動(dòng)，聚合物，聚合物加工成型狀態(tài)加工成型狀態(tài)。v常溫下處于常溫下處于玻璃態(tài)玻璃態(tài)的高聚物通常用作的高聚物通常用作塑料塑料v常溫下處于常溫下處于高彈態(tài)高彈態(tài)的高聚物通常用作的高聚物通常用作橡膠橡膠v粘流態(tài)粘流態(tài)是高聚物成型的最重要的是高聚物成型的最重要的狀態(tài)狀態(tài)上節(jié)內(nèi)容3.1.1近程結(jié)構(gòu)高分子鏈的構(gòu)型和立體結(jié)構(gòu) 2.旋光異構(gòu)大分子鏈的幾何形狀共聚物3.1.2遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)分子量及分布高分子鏈的構(gòu)象3.1.3聚集態(tài)結(jié)構(gòu)3.2通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2.1基本力學(xué)性能力學(xué)狀態(tài)重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容1.旋光異構(gòu)的分類旋光異構(gòu)的分類2.大分子有哪幾種幾何形狀

19、大分子有哪幾種幾何形狀3.共聚的目的；共聚物的分類共聚的目的；共聚物的分類4. 2.影響高分子鏈柔性的因素影響高分子鏈柔性的因素3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系（二）影響聚合物機(jī)械強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)因素（二）影響聚合物機(jī)械強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)因素 聚合物的強(qiáng)度依賴于結(jié)構(gòu)，聚合物的強(qiáng)度依賴于結(jié)構(gòu)，分子量分子量大、分子量分布窄、大、分子量分布窄、柔性柔性小、小、極性極性強(qiáng)、強(qiáng)、取向度取向度高、高、結(jié)晶結(jié)晶度高、度高、交聯(lián)交聯(lián)度高的聚合度高的聚合物，強(qiáng)度大。物，強(qiáng)度大。單軸取向：單軸取向： 纖維纖維雙軸取向：雙軸取向： 薄膜材料薄膜材料3.2 3.2 精細(xì)高

20、分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 取向：取向：在外力作用下，大分子鏈或鏈段沿外力方向擇優(yōu)在外力作用下，大分子鏈或鏈段沿外力方向擇優(yōu)排列。排列。 取向的結(jié)果使取向的結(jié)果使大分子鏈或鏈段沿外力方向擇優(yōu)排列，其大分子鏈或鏈段沿外力方向擇優(yōu)排列，其力學(xué)性能發(fā)生變化：力學(xué)性能發(fā)生變化： 沿沿取向方向取向方向力學(xué)力學(xué)強(qiáng)度增加強(qiáng)度增加（可達(dá)幾倍甚至幾十倍），（可達(dá)幾倍甚至幾十倍），垂直垂直取向方向力學(xué)取向方向力學(xué)強(qiáng)度降低強(qiáng)度降低。實(shí)例：實(shí)例：3.2.2聚合物的耐寒性和耐熱性聚合物的耐寒性和耐熱性3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用

21、性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系聚合物在低溫使用時(shí)，要求具有耐寒性：聚合物在低溫使用時(shí)，要求具有耐寒性：塑料：塑料：在低溫時(shí)具有一定強(qiáng)度和韌性。在低溫時(shí)具有一定強(qiáng)度和韌性。橡膠：橡膠：在在Tg以上使用，以上使用，Tg應(yīng)盡可能低。應(yīng)盡可能低。v塑料：塑料：耐寒性與耐寒性與次級(jí)轉(zhuǎn)變次級(jí)轉(zhuǎn)變有關(guān)有關(guān)q次級(jí)轉(zhuǎn)變次級(jí)轉(zhuǎn)變 TTg時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，但比鏈段小的運(yùn)動(dòng)單元時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，但比鏈段小的運(yùn)動(dòng)單元如如側(cè)基、支鏈、主鏈或支鏈上的官能團(tuán)、個(gè)別鏈節(jié)和鏈側(cè)基、支鏈、主鏈或支鏈上的官能團(tuán)、個(gè)別鏈節(jié)和鏈段的某一部分段的某一部分仍可運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)仍可運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)次級(jí)轉(zhuǎn)變次級(jí)轉(zhuǎn)變。1. 耐寒性耐寒性 要保證聚合物在低溫使用，則在低

22、溫下應(yīng)能發(fā)生次級(jí)轉(zhuǎn)要保證聚合物在低溫使用，則在低溫下應(yīng)能發(fā)生次級(jí)轉(zhuǎn)變，次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度越低，耐寒性越好。變，次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度越低，耐寒性越好。3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系v橡膠：橡膠：盡量降低盡量降低Tg，同時(shí)避免低溫出現(xiàn)結(jié)晶，同時(shí)避免低溫出現(xiàn)結(jié)晶q方法：共聚方法：共聚丁苯橡膠丁苯橡膠 Tg= -45 -60PS Tg=105PE Tg=-68，結(jié)晶，無法作橡膠使用。，結(jié)晶，無法作橡膠使用。乙丙橡膠：乙烯乙丙橡膠：乙烯-丙烯共聚丙烯共聚 不結(jié)晶不結(jié)晶 Tg=-113 橡膠。橡膠。如：如：3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)

23、系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系2. 耐熱性耐熱性耐熱性耐熱性材料（熱塑性）的最高使用溫度材料（熱塑性）的最高使用溫度（塑料使用溫度（塑料使用溫度Tg，Tg 橡膠使用溫度橡膠使用溫度Tf）材料的熱穩(wěn)定性材料的熱穩(wěn)定性1）玻璃化溫度的影響因素）玻璃化溫度的影響因素提高提高Tg可提高材料的使用溫度?？商岣卟牧系氖褂脺囟?。主鏈結(jié)構(gòu)主鏈結(jié)構(gòu)q主鏈為主鏈為C-C單鍵的碳鏈高分子單鍵的碳鏈高分子Tg小小。qC-O、C-N、Si-O雜鏈高分子雜鏈高分子Tg小小。q主鏈上有主鏈上有孤立雙鍵，孤立雙鍵， Tg減小減小。q主鏈上有主鏈上有共軛雙鍵共軛雙鍵、苯環(huán)、芳環(huán)，苯環(huán)、芳環(huán)，Tg增加增加。3.2 3.

24、2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 取代基取代基取代基取代基極性極性越大，越大，數(shù)量數(shù)量越多，空間越多，空間位阻位阻越大，越大，Tg越高越高。CH2CH2nTg= -68 -20 105 104 CH CH2nCH3CH CH2nCH CH2nCN 分子量及其分布分子量及其分布v一般，一般，Tg隨分子量增加而增加。隨分子量增加而增加。v分子量分布窄，分子量分布窄，Tg較高。較高。v分子量大、分布窄，分子量大、分布窄，Tg較高，使用溫度高。較高，使用溫度高。3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

25、氫鍵氫鍵交聯(lián)交聯(lián)使鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制，使鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制，Tg增加增加，使用溫度提高。，使用溫度提高。 交聯(lián)交聯(lián)高度交聯(lián)成高度交聯(lián)成“不溶不熔不溶不熔”的熱固性樹脂，使用溫度提高。的熱固性樹脂，使用溫度提高。 結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶結(jié)晶使鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制，使鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制，Tg增加增加，使用溫度提高。，使用溫度提高。COO(CH2)2OCOn無定形無定形 Tg=69結(jié)晶度結(jié)晶度50% Tg=81分子內(nèi)或分子間形成分子內(nèi)或分子間形成氫鍵氫鍵，Tg增加增加。CH CH2nCOOHTg=1063.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系2）工業(yè)上抑制或消

26、除靜電的方法）工業(yè)上抑制或消除靜電的方法a. 提高材料加工和使用環(huán)境的提高材料加工和使用環(huán)境的濕度濕度；c. 對(duì)聚合物進(jìn)行對(duì)聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性結(jié)構(gòu)改性（接枝、共聚），引入（接枝、共聚），引入極性基極性基團(tuán)團(tuán)或或離子化基團(tuán)離子化基團(tuán)，提高材料導(dǎo)電性；，提高材料導(dǎo)電性；d. 在高分子材料中添加在高分子材料中添加導(dǎo)電性填料導(dǎo)電性填料，如炭黑、金屬氧化，如炭黑、金屬氧化物粉末、金屬粉末等；物粉末、金屬粉末等；b. 添加添加抗靜電劑抗靜電劑，提高高分子材料的極性或吸濕性。，提高高分子材料的極性或吸濕性。e. 用用導(dǎo)電性高分子材料導(dǎo)電性高分子材料或?qū)щ娦酝苛蠈?duì)材料進(jìn)行或?qū)щ娦酝苛蠈?duì)材料進(jìn)行表面預(yù)表面預(yù)處理

27、處理；如：如：PS中引入中引入磺酸基磺酸基提高抗靜電性。提高抗靜電性。3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系2. 絕緣性絕緣性 絕大多數(shù)聚合物是絕大多數(shù)聚合物是絕緣體絕緣體，具有卓越的，具有卓越的電絕緣性能電絕緣性能，為，為電器工業(yè)中不可缺少的絕緣材料。電器工業(yè)中不可缺少的絕緣材料。1）絕緣性和導(dǎo)電性）絕緣性和導(dǎo)電性v飽和非極性聚合物電絕緣性最好。飽和非極性聚合物電絕緣性最好。PE、PP、PS電阻率電阻率1016m 1018mv極性聚合物電絕緣性次之。極性聚合物電絕緣性次之。PVC、PAN、PA電阻率電阻率1012m 1015mv共軛聚合物

28、是半導(dǎo)體。共軛聚合物是半導(dǎo)體。CHnCH電阻率電阻率104m 108m導(dǎo)電高分子已在許多鄰域得到應(yīng)用，如固態(tài)聚合物電池。導(dǎo)電高分子已在許多鄰域得到應(yīng)用，如固態(tài)聚合物電池。3.3 3.3 精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系v聚合物的透氣性的影響因素聚合物的透氣性的影響因素q極性：極性： 極性增加，透氣性減小。極性增加，透氣性減小。q柔性：柔性： 柔性增加，透氣性增加。柔性增加，透氣性增加。q結(jié)晶度：結(jié)晶度： 結(jié)晶度增加，透氣性減小。結(jié)晶度增加，透氣性減小。q分子對(duì)稱性：分子對(duì)稱性： 對(duì)稱性增加，透氣性減小。對(duì)稱性增加，透氣性減小。實(shí)例：實(shí)

29、例：C CH2nCH3CH3對(duì)稱性好，氣密性好，用于內(nèi)胎或無內(nèi)胎輪對(duì)稱性好，氣密性好，用于內(nèi)胎或無內(nèi)胎輪胎等。胎等。C CH2nClCl對(duì)稱性優(yōu)于對(duì)稱性優(yōu)于PVC，氣密性好，用于熟食包裝。，氣密性好，用于熟食包裝。3.3 3.3 精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2.5 耐油性耐油性極性聚合物耐油性優(yōu)于非極性聚合物。極性聚合物耐油性優(yōu)于非極性聚合物。v極性：極性：v結(jié)晶：結(jié)晶：q“相似相容相似相容”結(jié)晶使聚合物耐油性增加。結(jié)晶使聚合物耐油性增加。q 分子排列緊密，鏈段被固定在晶格內(nèi)。分子排列緊密，鏈段被固定在晶格內(nèi)。 氯丁橡膠、丁腈

30、橡膠、氟橡膠、丙烯酸橡膠的耐油氯丁橡膠、丁腈橡膠、氟橡膠、丙烯酸橡膠的耐油性優(yōu)于性優(yōu)于NB和丁苯橡膠。和丁苯橡膠。實(shí)例：實(shí)例：實(shí)例：實(shí)例： 等規(guī)等規(guī)PP，結(jié)晶，耐油性很好。，結(jié)晶，耐油性很好。3.3 3.3 精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2.6 聚合物的耐老化性能聚合物的耐老化性能v老化：老化： 高分子材料在加工、貯存、使用過程中，其性高分子材料在加工、貯存、使用過程中，其性能變差而失去應(yīng)用價(jià)值的現(xiàn)象。能變差而失去應(yīng)用價(jià)值的現(xiàn)象。如塑料的變脆、發(fā)黃，橡膠的發(fā)粘、變硬等。如塑料的變脆、發(fā)黃，橡膠的發(fā)粘、變硬等。v引起老化的因素引起

31、老化的因素外因：外因：氧、光、熱氧、光、熱、微生物、機(jī)械力等、微生物、機(jī)械力等內(nèi)因：內(nèi)因：結(jié)構(gòu)、添加劑、雜質(zhì)等結(jié)構(gòu)、添加劑、雜質(zhì)等 工業(yè)是上，為了抑制或延緩老化高分子材料的老化，延工業(yè)是上，為了抑制或延緩老化高分子材料的老化，延長使用壽命，在高分子材料加工成型過程中，常加入長使用壽命，在高分子材料加工成型過程中，常加入防老防老劑劑，最主要的有，最主要的有熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑、抗氧劑抗氧劑。3.3 3.3 精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系v聚合物耐老化性的影響因素：聚合物耐老化性的影響因素：q飽和飽和聚合物穩(wěn)定性較聚合物穩(wěn)

32、定性較好好q不飽和鍵不飽和鍵使聚合物穩(wěn)定性使聚合物穩(wěn)定性下降下降如：橡膠含雙鍵，熱穩(wěn)定性差，常要添加熱穩(wěn)定劑。如：橡膠含雙鍵，熱穩(wěn)定性差，常要添加熱穩(wěn)定劑。q支化支化使聚合物穩(wěn)定性使聚合物穩(wěn)定性下降下降PVC：熔點(diǎn)熔點(diǎn)175，在，在PVC在在120-130 開始分解，開始分解，嚴(yán)重影響了嚴(yán)重影響了PVC的加工和使用。的加工和使用。PP熱穩(wěn)定性比熱穩(wěn)定性比PE差。差。q雜鏈雜鏈聚合物容易發(fā)生聚合物容易發(fā)生化學(xué)分解化學(xué)分解（水解、醇解、酸解等）（水解、醇解、酸解等）聚酰胺聚酰胺容易水解，耐水性差。容易水解，耐水性差。3.3 3.3 精細(xì)高分子化學(xué)品的專用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的專

33、用性能（功能）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系q交聯(lián)交聯(lián)可可提高提高聚合物的穩(wěn)定性聚合物的穩(wěn)定性橡膠的硫化，體形聚合物等。橡膠的硫化，體形聚合物等。v主鏈引入苯環(huán)或芳環(huán)，熱穩(wěn)定性增加。主鏈引入苯環(huán)或芳環(huán)，熱穩(wěn)定性增加。CCOONHNHn全芳聚酰胺：全芳聚酰胺：Tm=530，適用于航空、航天、軍事裝備等，適用于航空、航天、軍事裝備等nNNNNOOOOSNN聚酰亞胺：聚酰亞胺：可在可在300以上長期使用，多用于航空、航天、軍事裝備等。以上長期使用，多用于航空、航天、軍事裝備等。q結(jié)晶、取向結(jié)晶、取向可可提高提高聚合物的穩(wěn)定性聚合物的穩(wěn)定性3.2 3.2 精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系精細(xì)高分子化學(xué)品的通用性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2