九稳定化聚合物材料及可降解聚合物材料的设计与应用(四川大学高分子材料)().ppt

第九章 稳定化聚合物材料及可降解聚合物材料的设计与应用 四川大学高分子学院 9.1 聚合物分子设计和材料设计概论 微观结构 宏观性能 定性 定量 一次结构 高次结构 静态 动态 聚合物的化学、物理结构 结构单元数目大 主链有一定的内旋转自由度 结构不均一 结构单元之间的相互作用 聚集态结构不同 织态结构 设计概念及基本方法 聚合物的应用 结构 合成 聚合物分子设计的内容： 合成具有指定结构的高分子化合物 如何控制高分子结构以制造具有指定性能或功能的高分子材料 9.2 稳定化聚合物的设计与制备 耐氧化性聚合物的结构特征 大分子主链饱和、线型 通过化学改性消除不饱和聚合物的不饱和键 含杂原子结构 氧、硫、氮 氯原子对氢的取代 庞大的侧基 全芳族或芳杂环结构 梯型聚合物 无机主链结构 适度交联 结晶 耐氧化性聚合物的设计与制备 新型结构 化学改性 使用稳定剂防止热氧化 耐高温聚合物的分类及主要特征 材料耐高温的指标： 温度 — 时间 — 环境 — 性能 主要特征： 形态上（机械的） 化学上（热的） 为提高聚合物的耐热性和热稳定性 选择具有高键离能的高分子主链结构 提高聚合物的玻璃化温度或熔融温度的途径 改变聚合物的结构 聚合物热降解与化学结构的关系 聚合物的热分解特性 热稳定性和链节结构 分子结构和稳定性 交联和热稳定性 聚合物结构与耐热性的关系 增加高分子链的刚性 提高聚合物的结晶性 链的对称性 链的规整性 分子间能形成氢键 耐热聚合物的分类 主链含芳环的碳链聚合物 聚苯、聚二甲苯 杂链聚合物 聚苯醚、聚苯甲酰胺、聚芳砜、聚苯硫醚 杂环聚合物 聚酰亚胺、聚苯丙噁唑、聚苯丙咪唑等 梯型聚合物 碳纤维 元素有机聚合物和金属有机聚合物 9.3 可光降解聚合物的设计与制备 共聚得到的可降解聚合物 使烯烃单体与一氧化碳和乙烯基酮等含有羰基的单体共聚 有添加剂的可光降解聚合物 过渡金属化合物 氯化铁 羰基化合物 二苯甲酮、对苯醌、1，4-萘醌等 多核芳香化合物 蒽、菲、六氢芘 着色剂 9.4 可生物降解聚合物的设计与制备 高分子链上引入降解敏感的基团(水解基团或氧化基团) 可降解的高分子与其他材料共聚 聚合物体系中加入降解敏感组分 在高分子链上引入特殊结构 PHAs分子结构的调控 菌种 培养条件 不同碳源 代谢控物 丙烯酸是脂肪酸β－氧化的抑制剂 分子生物学方法 微观酶层次调控 * * 基本规律 高分子结构模型 数理方法 宏观性能 聚合物性质 聚合物结构 合成方法 加工条件 双重稳定性 进行交联 聚丙烯晴纤维的芳构化 聚苯醚 改性聚苯醚 聚苯硫醚 聚苯硫醚酮 聚醚醚酮 含氟侧基聚芳醚酮 氟醚橡胶 硅橡胶 氟硅橡胶 改性硅橡胶 聚酯二元醇 聚醚二元醇 聚硅氧烷二元醇 聚碳酸酯二元醇 含氟二元醇 微生物合成聚羟基脂肪酸酯 PHAs 目前已发现大约有300种微生物可以积累各种不 同结构的PHAs 其结构单元大约有90种，这一数目还在继续增长 *