高分子化合物的合成.pptx

1、高分子化合物的合成,聚合反應(yīng),7.3.1 高分子化合物的合成反應(yīng),加成聚合反應(yīng)（加聚反應(yīng)）,聚合反應(yīng)由小分子單體合成聚合物的化學(xué)反應(yīng),縮合聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）,7.3 高分子化合物的合成、改性與再利用,加聚反應(yīng),僅由一種單體聚合而成的，分子鏈中只包含一種單體構(gòu)成的鏈節(jié)的聚合反應(yīng),由兩種或兩種以上單體同時(shí)進(jìn)行聚合，生成的聚合物含有多種單體構(gòu)成的鏈節(jié)的聚合反應(yīng),共聚物往往可兼具兩種或兩種以上均聚物的一些優(yōu)異性能，因此通過(guò)共聚方法可以改善產(chǎn)品的性能。,加聚反應(yīng)由一種或多種單體相互加成，或由環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)相互結(jié)合成聚合物的反應(yīng)。,均聚反應(yīng),共聚反應(yīng),1加聚反應(yīng),縮聚反應(yīng)由一種或多種單體相互縮合生成高聚

2、物，同時(shí)有低分子物質(zhì)（如水、鹵化氫、氮、醇等）析出的反應(yīng)。,例如癸二酸和己二胺合成為尼龍-610的反應(yīng)：,2縮聚反應(yīng),高分子材料的改性 通過(guò)各種方法改變已有材料的組成、 結(jié)構(gòu)，以達(dá)到改善性能、擴(kuò)大品種和應(yīng)用范圍的目的。,通常采用的改性方法大體上可分為化學(xué)法與物理化學(xué)法兩大類(lèi)：,7.3.2 高分子化合物的改性,1高聚物的化學(xué)改性,借化學(xué)反應(yīng)改變高聚物本身的組成、結(jié)構(gòu)，以達(dá)到材料改性的目的。,常用的反應(yīng),交聯(lián)反應(yīng) 共聚反應(yīng) 官能團(tuán)反應(yīng),經(jīng)部分交聯(lián)后的橡膠，既提高了強(qiáng)度和韌性，又同時(shí)保留了較好的彈性。硫化后的橡膠只發(fā)生溶脹，具有耐溶劑性。,例 橡膠的硫化：,借化學(xué)鍵的形成，使線型高聚物連接成為體型高

3、聚物的反應(yīng)。,（1）交聯(lián)反應(yīng),ABS工程塑料具有聚苯乙烯優(yōu)良的電性能和易加工成型性，丁二烯提高彈性和沖擊強(qiáng)度，丙烯腈可增加耐熱、耐油、耐腐蝕性和表面硬度，使之成為綜合性能優(yōu)良的工程材料。,由兩種或兩種以上不同單體通過(guò)共聚所生成的共聚物，往往在性能上有取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果。,（2）共聚反應(yīng),如離子交換樹(shù)脂就是利用官能團(tuán)反應(yīng)，在高聚物結(jié)構(gòu)中引入可供離子交換的基團(tuán)，使之具有離子交換功能，且應(yīng)具備不溶性和一定的機(jī)械強(qiáng)度。,先要制備高聚物母體（即骨架）如苯乙烯-二乙烯苯共聚物（體型高聚物），然后再通過(guò)官能團(tuán)反應(yīng)，在高聚物骨架上引入活性基團(tuán)。例如，制取磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，可利用上述共聚物與H2SO4的磺化反應(yīng)

4、，引入磺酸基SO3H。由此所得離子交換樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱為聚苯乙烯磺酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂）的結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)）式可表示如下：,利用官能團(tuán)反應(yīng)，在高分子結(jié)構(gòu)中引入適當(dāng)?shù)墓δ芑垢叻肿泳哂刑囟ǖ墓δ堋?（3）官能團(tuán)反應(yīng),通?？珊?jiǎn)寫(xiě)為R-SO3H（R代表樹(shù)脂母體），磺酸基-SO3H中的氫離子能與溶液中的陽(yáng)離子進(jìn)行離子交換。,同理，若利用官能團(tuán)反應(yīng)在高聚物母體中引入可與溶液中陰離子進(jìn)行離子交換的基團(tuán)，即可得陰離子交換樹(shù)脂。例如，季銨型陰離子交換樹(shù)脂R-N（CH3）3Cl。,在高聚物中摻和各種助劑（又稱添加劑）、將不同高聚物共混、或用其他材料與高分子材料復(fù)合而完成的改性。,（1）摻和改性,聚合物中通常要加入填料、增塑劑

5、、防老劑（抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、紫外光穩(wěn)定劑）、著色劑、發(fā)泡劑、固化劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑等添加劑，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用效果。,其中填料和增塑劑是添加劑中用量最大的。, 填料,降低成本,類(lèi)型,有機(jī)填料 木粉、纖維、棉布等,作用,改善性能: 機(jī)械性能、耐熱性、電性能、加工性能,無(wú)機(jī)填料 碳酸鈣、硅藻土、炭黑、滑石粉、金屬粉、金屬氧化物、白炭黑（SiO2）等,2高聚物的物理化學(xué)改性,通常都選用一些高沸點(diǎn)（一般大于300）的液體或低熔點(diǎn)的固體有機(jī)化合物（如鄰苯二甲酸酯類(lèi)、磷酸酯類(lèi)、脂肪族二元酸酯類(lèi)、環(huán)氧化合物等）作為增塑劑。,如聚氯乙烯中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%70%的增塑劑就成為軟質(zhì)聚氯乙烯塑料。,增塑劑的加

6、入能增大高聚物分子鏈間的距離，減弱分子鏈之間的作用力，從而使其Tg和Tf值降低，材料的脆性和加工性能得以改善。,一些能增進(jìn)高聚物柔韌性和熔融流動(dòng)性的物質(zhì)。, 增塑劑,將兩種或兩種以上不同的高聚物混合形成具有純組分所沒(méi)有的綜合性能的高聚物的方法。形成的高聚物稱為共混高聚物(又稱為高分子合金)。,聚合物共混物,塑料塑料共混。如ABS-PVC共混，可改善耐燃性,橡膠橡膠共混。丁腈橡膠與天然橡膠共混，可提高天然橡膠的耐油性和耐熱性,橡膠塑料共混。PVC-天然氯丁膠共混，可改善抗沖擊性能,共混的作用： 改變單一聚合物的弱點(diǎn)，性能互補(bǔ)，獲得優(yōu)良綜合性能； 賦予特別性能或功能，如賦予粘結(jié)性能、減震、導(dǎo)電、阻燃、 耐水等； 改善加工功能。,（2）共混改性,由兩種或兩種