四年級上冊美術課件-7飛天(二)-人美版

第一節(jié)聚合物概述第二節(jié)加聚型聚合物的制備第三節(jié)縮聚型聚合物的制備第十一章聚合物的制備第一節(jié)聚合物概述第十一章聚合物的制備1第一節(jié)聚合物概述

高分子材料的分類塑料橡膠合成纖維膠粘劑

按用途熱塑性材料熱固性材料

按熱性質第一節(jié)聚合物概述高分子材料的分類塑料按用途2

高分子材料的制備天然氣聚合聚合物單體煤炭石油高分子材料的制備天然氣聚合聚合物單體煤炭石油3

高分子材料的加工注射成形模壓成形澆注成形吹塑成形壓延成形拉絲成形

成形方法高分子材料的加工注射成形成形方法4

高聚物的組成與結構

高分子量：結構單體：小分子量聚合物：103～105聚四氟乙烯單體（xqd）

線鏈狀結構：高分子可以看成是數量龐大的小分子以共價鍵相連接而形成的，如果把小分子抽象為一個“點”，那么絕大多數高分子則可抽象為由千百萬個“點”連接而成的“線”或“鏈”。高聚物的組成與結構高分子量：結構單體：小分子量聚四氟5

較大尺寸的高分子的分子運動行為可通過“鏈”的運動來描述。人類DNA（500nm）人類染色體（17nm）較大尺寸的高分子的分子運動行為可通過“鏈”的運6鏈節(jié)：是高分子鏈的最小結構單元。鏈段：高分子鏈的獨立運動基本單元。聚合度：鏈節(jié)的重復數目（n）。

鏈節(jié)、鏈段與聚合度：例如:聚氯乙烯是由氯乙烯重復連接而成，其中單體為[CH2=CHCl]，鏈節(jié)為[CH2-CHCl]，單體分子量m=62.5，n為800~2400，M約為50000~150000。

鏈節(jié)：是高分子鏈的最小結構單元。鏈節(jié)、鏈段與聚合度：7

一般高分子主鏈的單鍵都可內旋轉，由此引起高分子在空間有無數種排布（構象）。C-C鍵的內旋示意圖1234

分子量和分子尺寸的多分散性：一般高分子主鏈的單鍵都可內旋轉，由此引起高8

因此，即使分子量相同的分子鏈，其構象不同，分子尺寸也不相同。這可以理解為同一分子在不同的時刻可能具有不同的尺寸，也可理解為分子量相同的不同分子之間在同一時刻可具有不同的尺寸。上述性質決定了所謂高分子的分子量和分子尺寸只能是某種意義上的統(tǒng)計平均值。乙烯類高聚物的構型（全同立構）因此，即使分子量相同的分子鏈，其構象不同，分9

1）鏈結構單元的近程有序①

高分子鏈的化學組成：碳鏈高分子雜鏈高分子（C與0、S和N等元素形成共價鍵）元素高分子（C與Si、B、P等元素形成共價鍵)梯型和雙螺旋型高分子②側基和端基

③

支化和交聯（支化表現為多個端基）

物質結構的多層次性：1）鏈結構單元的近程有序②側基和端基10④鍵接結構：是指單體在形成高分子鏈時因相互鍵接而造成的各基團之間的相對位置。例如：單體：CHR-CH2

a：頭尾相接-CHR-CH2-CHR-CH2-b：頭頭（尾尾）相接-CHR-CH2-CH2-CHR-c：無規(guī)相接

2）整個高分子鏈的遠程結構①遠程結構的研究主要包括分子量及分布；構象兩方面。④鍵接結構：是指單體在形成高分子鏈時因相互2）整個高11②構象：單鍵內旋轉導致分子在空間的不同形態(tài)。

分子熱運動鍵的旋轉角的變化結構取向的變化③關于構象的分析：若N個單鍵，每個鍵有M個旋轉角，則分子可能的構象數為MN個；分子熱運動可使其構象狀態(tài)每時，每刻都在發(fā)生變化，可用統(tǒng)計方法討論實現某種構象的概率。②構象：單鍵內旋轉導致分子在空間的不同形態(tài)。12

3）大分子鏈的具體結構3）大分子鏈的具體結構13線型：長徑比1000:1，具有良好的彈性和塑性，可溶解或溶脹，加熱可融化或軟化；易于加工成形，可重復使用。熱塑性塑料PE、PVC等。體型：網狀結構，不溶不熔，具有良好的耐熱性和強度，但脆性大，彈性塑性低，不能重復使用。熱固性樹脂—酚醛樹脂等。線型：長徑比1000:1，具有良好的彈性和塑性，可溶解或溶脹14

聚合物的三種聚集態(tài)結構：聚合物的三種聚集態(tài)結構：151）晶態(tài)結構線型聚合物固化時可以結晶，但由于分子鏈運動較困難，不可能完全結晶。

晶態(tài)聚合物實際為晶區(qū)（分子有規(guī)律排列）和非晶區(qū)（分子無規(guī)律排列）兩相結構，一般結晶度（晶區(qū)所占有的重量百分比）只有50%～85%，特殊情況可達到98%。在結晶聚合物中，晶區(qū)與非晶區(qū)相互穿插，緊密相連，一個大分子鏈可以同時穿過許多晶區(qū)和非晶區(qū)。1）晶態(tài)結構線型聚合物固化時可以結晶，但由于分子鏈運動較162）非晶態(tài)結構聚合物凝固時，分子不能規(guī)則排列，呈長程無序、近程有序狀態(tài)。非晶態(tài)聚合物分子鏈的活動能力大，彈性和塑性較好。材料的性能呈各向同性。非晶區(qū)晶區(qū)2）非晶態(tài)結構聚合物凝固時，分子不能規(guī)則排列，呈長程無序17

聚合物材料性能取決于兩方面：一是聚合物的結構，二是聚合物所處的外部環(huán)境，如溫度等。

聚合物的分子運動與力學三態(tài)

運動單元的多重性：側基運動、鏈節(jié)運動、鏈段運動以及整鏈運動等。1）運動的時間依賴性：松弛時間2）運動的溫度依賴性：“Eyring理論”

分子運動的特點：聚合物材料性能取決于兩方面：一是聚合物的結構183）松弛時間與溫度T的關系：

τ＝τ0exp（△E/RT）其中：τ－松弛時間；τ0－常數；△E－運動激活能；T－絕對溫度。3）松弛時間與溫度T的關系：19

1）線性無定性高聚物的力學三態(tài)

①玻璃態(tài)（T＜Tg）：變形小，彈性模量G高，塑料

②高彈態(tài)（Tg＜T＜Tf）：柔軟，富有彈性，橡膠③粘流態(tài)（T>Tf)：粘性液體，膠粘劑

④玻璃化轉變區(qū)⑤粘流態(tài)轉變區(qū)

聚合物的形變－溫度關系：1）線性無定性高聚物的力學三態(tài)聚合物的形變－溫度關系：20線性無定性聚合物在力學三態(tài)中的分子運動特點

線性無定性聚合物在力學三態(tài)中的分子運動特點21只有Tm轉變溫度，Tm既是熔點，又是粘流轉變溫度。

結晶型聚合物的形變－溫度關系：只有Tm轉變結晶型聚合物的形變－溫度關系：22第二節(jié)加聚型聚合物的制備

概述加成聚合反應（簡稱加聚）：含有雙鍵的單體（如乙烯類、二烯類化合物等）在一定的外界條件下（光、熱或引發(fā)劑）雙鍵打開，并通過共價鍵互相鏈接而形成大分子鏈的反應。

定義：第二節(jié)加聚型聚合物的制備概述加成聚合反應（簡稱加聚）231）均聚物:由一種單體加聚而成的高分子。

加聚型聚合物分類：2）共聚物：由兩種或兩種以上的單體聚合而成的高分子。1）均聚物:由一種單體加聚而成的高分子。加聚型聚合物分類24制備方法1、定義：借助于乳化劑和機械攪拌的作用，將單體分散在水中形成乳液而進行的聚合反應。

乳液聚合：2、乳化劑的作用：1）作為表面活性劑，使水的表面張力降低，從而增加單體（油相）在水中的分散能力。2）乳化劑分子包圍因攪拌而形成的油滴周圍，形成穩(wěn)定的乳液。制備方法1、定義：借助于乳化劑和機械攪拌的作用，將單體分散253、反應過程：研究表明，單體的引發(fā)及聚合通常是在膠束中進行。當溶于水中的乳化劑達到一定濃度時，就會形成乳化劑－單體膠束。3、反應過程：研究表明，單體的引發(fā)及聚合通常是在膠束中進行。264、特點：1）聚合速度快，反應溫度易于控制；2）反應溫度低，所得聚合物的分子量高；3）反應溶液粘度低；4）乳化劑、分散劑和穩(wěn)定劑等加入，導致產品純度低。4、特點：272、反應特點：1）組分少，產品純度、透明度高；2）工藝簡單，操作簡便；3）反應體系粘度大，溫度不易控制；4）若聚合物密度高于單體，反應需在密閉模具中進行。1、定義：在不加入其他溶劑（除少量引發(fā)劑）的情況下，在單體相中進行的聚合反應。

本體聚合：2、反應特點：1、定義：在不加入其他溶劑（除少量引發(fā)劑）的28

懸浮聚合：1、定義：以水為介質并加入分散劑，在強烈攪拌下將單體分散成若干小單體，經溶于單體內的引發(fā)劑引發(fā)而反應聚合。2、懸浮分散劑的種類：1）水溶性分散劑：聚乙烯醇、明膠、苯乙烯等2）水難溶性分散劑：碳酸鈣、滑石粉、硅藻土等懸浮聚合：1、定義：以水為介質并加入分散劑，在強烈攪拌下293、反應過程：由于采用油性引發(fā)劑，且聚合在單體小液滴內進行，所以懸浮聚合是若干小本體聚合的效果疊加。3、反應過程：由于采用油性引發(fā)劑，且聚合在單體小液滴內進行，304、特點：1）成分較少，產品純度、透明度較高；2）反應散熱、控溫比本體聚合更佳；3）反應過程需控制體系粘度，即控制聚合轉化率；4）該反應適于制備較低分子量的聚合物。4、特點：31

溶液聚合：1、定義：單體溶解于溶劑中的聚合方法。反應產物溶于溶劑稱為均相聚合；反應產物不溶于溶劑稱為非均相聚合或沉淀聚合。2、特點：1）反應散熱快、易于控溫；2）反應粘度小，易于實現大型連續(xù)生產；3）容易發(fā)生活性大分子鏈的溶劑鏈轉移反應，降低產物分子量。溶液聚合：1、定義：單體溶解于溶劑中的聚合方法。反應產物溶32第三節(jié)縮聚型聚合物的制備

概述縮合聚合反應（簡稱縮聚）：由含有兩種或兩種以上單體相互縮合聚合而形成聚合物的反應，同時會析出水、氨、醇、氯化氫等小分子物質。

定義：第三節(jié)縮聚型聚合物的制備概述縮合聚合反應（簡稱縮聚）331）均縮聚物:由一種單體縮聚而成的高分子。

縮聚型聚合物分類：2）共縮聚物：由兩種或兩種以上單體縮合而成的高分子。1）均縮聚物:由一種單體縮聚而成的高分子?？s聚型聚合物分34制備方法1、定義：將一定配比的單體、催化劑和相對分子質量調節(jié)劑加入到反應容器中，在高于聚合物熔點10～20℃的溫度下進行的縮聚反應。

熔融縮聚：2、應用：

主要用于熔點與分解溫度相差較大的聚合物【如聚酰胺（尼龍）、聚酯（滌綸）和聚氨酯等】的制備。制備方法1、定義：將一定配比的單體、催化劑和相對分子質量調353、特點：1）反應過程無溶劑，產品質量、生產效率高；2）為實現產率高，產物相對分子量大，必須設法將反應過程中生成的小分子副產物清除。3）為控制聚合物的分子量，常加入分子量調節(jié)劑。

4）為避免聚合物氧化、降解，反應在惰性氣氛下進行。3、特點：361、定義：將單體和催化劑等加入到溶劑中進行的縮聚反應。根據反應條件的差異，可分為高溫溶液縮聚和低溫溶液縮聚兩種類型。