高分子與精細(xì)化工

12009/08化工工藝學(xué)

Introduction

to

chemical

industry

主講丁明潔

化學(xué)與材料工程學(xué)院第7講高分子化工工藝河南城建學(xué)院化工學(xué)院丁明潔繁榮的化工家族基本化工應(yīng)用化工其它有機(jī)化工煤化工,石油化工,農(nóng)林化工,生物化工,高分子化工無(wú)機(jī)化工無(wú)機(jī)鹽化工,無(wú)機(jī)非金屬材料化工,電化工大化工輕化工5-1高分子材料

高分子材料是分子量大的高分子化合物，相對(duì)分子質(zhì)量通常約在10000以上，是由低分子量分子經(jīng)過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而形成的化合物。這些低分子原料稱為單體，把單體連接起來(lái)形成高分子過(guò)程叫聚合反應(yīng)。

單體CH2=CH2

聚合物

CH2CH2CH2CH2

均聚物－－－－由一種單體聚合而成的聚合物。如聚乙烯、聚丙烯等共聚物－－－－由兩種以上單體共聚而成的聚合物。如氯乙烯－醋酸乙烯共聚物。

三大高分子合成材料1、合成樹脂2、合成橡膠3、合成纖維

5-1-1樹脂與塑料

合成樹脂是人工合成的某些性能與天然樹脂相似的高分子聚合物，是塑料的主要原料。

塑料制品是由樹脂粒子添加諸如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、染料等經(jīng)混合和壓模所得到的產(chǎn)品。幾種常用的塑料聚乙烯單體：乙烯（CH2=CH2）性質(zhì)：熱塑性、絕緣性高，化學(xué)穩(wěn)定性好。用途：電纜、薄膜制品，日用品等。塑料大棚幾種常用的塑料聚氯乙烯單體：氯乙烯（ClCH=CH2）性質(zhì)：熱塑性、耐化學(xué)腐蝕性好。用途：硬聚氯乙烯塑料，制化工設(shè)備材料；軟聚氯乙烯塑料，制電線絕緣材料、薄膜、雨衣、軟管等。幾種常用的塑料酚醛塑料單體：甲醛、苯酚性質(zhì)：熱固性、電絕緣性良好。用途：電器工業(yè)材料、日用品、機(jī)器零件及各種模壓制品等。

熱塑性塑料以熱塑性樹脂為基本成分的塑料。一般具有鏈狀線形結(jié)構(gòu)。受熱軟化，可反復(fù)塑制。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

熱固性塑料以熱固性樹脂為基本成分的塑料。加工成形后變?yōu)椴蝗懿蝗蹱顟B(tài)。一般具有網(wǎng)狀的體形結(jié)構(gòu)。受熱不再軟化，不可反復(fù)塑制。例如酚醛塑料、氨基塑料等。5－1－2合成橡膠

5－1－2合成橡膠

橡膠是具有高彈性的高分子化合物，由比較少量的交聯(lián)鍵連成網(wǎng)狀的柔性分子所組成。除高彈性外，橡膠還具有高電絕緣性、耐水性、不透氣性。某些橡膠還具有耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、耐磨損等特殊性能。幾種常用的合成橡膠順丁橡膠單體：1，3丁二烯性質(zhì)和用途：彈性好、耐磨、耐低溫、耐老化性能好。用作輪胎、三角皮帶、耐熱膠管、膠鞋等。幾種常用的合成橡膠丁苯橡膠單體：1，3丁二烯；苯乙烯性質(zhì)和用途：耐磨性好、抗老化性能好，彈性較差。用于制作輪胎和其他通用工業(yè)制品。幾種常用的合成橡膠丁腈橡膠單體：1，3丁二烯；丙烯腈性質(zhì)和用途：耐油性能好，耐磨、耐熱性好，有良好的物理機(jī)械性能，電絕緣性能差。主要用作耐油橡膠制品。5－1－3合成纖維

5－1－3合成纖維

合成纖維有單體小分子聚合而成，用作纖維的聚合物必須具有很高的拉伸強(qiáng)度，這就要求聚合物分子排成直線而不是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。常見的合成纖維有聚酯纖維（滌綸）、聚酰胺纖維（尼龍）、聚丙烯腈纖維（腈綸）等。

5－2合成聚合物的原料聚合物單體（具有不飽和化學(xué)結(jié)構(gòu)）－－－－乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯腈等。5－3高分子材料典型生產(chǎn)工藝聚乙烯5－3－1－1高壓法生產(chǎn)低密度聚乙烯（相對(duì)分子質(zhì)量10－50萬(wàn)）。聚合條件：壓力為100－300MPa,溫度為200－300攝氏度。制做薄膜、包裝袋等。5－3高分子材料典型生產(chǎn)工藝聚乙烯5－3－1－2低壓法生產(chǎn)高密度聚乙烯。聚合條件：壓力為5MPa以下；溫度為60－80攝氏度，鋁、鈦催化劑。制做管材、日用品等。5－4功能高分子材料

功能高分子材料既具有一般高分子的特性，又具有特殊功能，如光學(xué)功能、生物化學(xué)功能、表面化學(xué)功能、醫(yī)藥功能、導(dǎo)電功能等。

5－5－1分離性功能高分子材料離子交換樹脂－－－－分子中含有活性基團(tuán)而能與其他物質(zhì)進(jìn)行離子交換的樹脂。其主要原料為苯乙烯和二乙烯苯，大分子呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

例如：強(qiáng)酸性陽(yáng)離子型交換樹脂帶有磺酸基，用于去除鈣離子、鎂離子等制取軟化水。其他離子交換樹脂也可用于各種化學(xué)品的分離、提純、精制以及廢水處理等。離子交換樹脂5－5－2導(dǎo)電性功能高分子材料具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的高分子材料通常具有半導(dǎo)性甚至導(dǎo)電性，例如聚炔類的聚乙炔、聚苯乙炔等?？梢灾频脤?dǎo)電橡膠、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電涂料等。

液晶示意圖液