聚合理论及聚合方法.PPTVIP

涂料化学 吉林大学化学学院 第二章 聚合理论及聚合方法 高分子化学是涂料制备的理论基础 ◇高分子物理是研究涂料性质的理论基础 2.1聚合理论中的概念 1、缩聚反应：也称逐步聚合 缩聚反应是由具有两个或两个以上反应性官能团的低分子化合物(即单体)相互作用生成大分子的过程． 单体只有两个反应性官能团，得到线形缩聚物 例如二元酸和二元醇缩聚反应 体型缩聚物在涂料中应用更多 注意 体型缩聚物的缩聚反应不容易控制, 如果控制不当，进行到一定程度时，反应系统的粘度会突然增加，并形成弹性凝胶，这种现象称为凝胶化． 出现凝胶时的反应程度(P c)称凝胶点． 涂料中所用的醇酸树脂和聚氨酯的制备中要控制凝胶点， 防止出现凝胶具有特别重要的意义. 关于凝胶点的预测已有很多方法，但卡洛泽尔法最为简便: 以二元酸和甘油反应为例，当羟基数和羧基数相等时， 即3摩尔分子二元酸和2摩尔分子甘油反应．其平均官能度数为： 凝胶点： 2、自由基聚合反应 是由引发剂产生一个活性中心，打开单体的双键，与之加成，形成单体活性种，进一步与单体加成，直至聚合完全，经过： 链引发→链增长→链终止 链引发过程： 两个步骤 引发剂(I)分解生成初级自由基R· 初级自由基与单体反应生成单体自由基 链增长 单体自由基和单体连续加成： 链终止 常见的几种自由基聚合产物： 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯 、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等 含单烯、双烯、炔烯和羰基的化合物都可以作为此类聚合的单体 引发剂的选择是关键-----偶氮类和过氧化物 过氧化物 主要有过氧化酰类，过氧化氢类和过氧化酯类． 常用引发剂有过氧化苯甲配(BPO) 苯基自由基 在选择引发剂的时候考虑 分解温度和分解速度， 分解速度常用引发剂的半衰期来表示他们的． 半衰期是指在指定温度下引发剂分解一半所需的时间． 3、共聚合反应 共聚合：将两种或两种以上不同的单体 放在一起进行聚合， 无规共聚物 ABBABABAAB 交替共聚物 ABABABABAB 嵌段共聚物 AAAABBBBB 接枝共聚物 AAAAAAAA B B B 2.2聚合反应方法 将单体转化为聚合物的聚合反应方法有 本体聚合 ---本体聚合是单体本身聚合，不另加溶剂或水 优点： 无溶剂或水，所得聚合物含杂质少，纯度高， 缺点：没有分散介质，聚合过程中，体系很粘稠，聚合热不易扩散，温度难以控制， 溶液聚合----将单体溶解于溶剂中进行聚合的方法．溶剂型涂料中广泛使用。 优点： 可用溶剂回流来控制反应温度，溶剂作为传热介质，聚合温度容易控制，分子量容易控制，不易生支链 或交联的产物， 缺点：有小分子溶剂 乳液聚合 -----单体在搅拌和乳化剂存在下，在胶束中聚合 水性涂料常用的制备方法 优点：(1)没有有机溶剂 （2）聚合速度快，聚合物分子量高，分子量分布较溶液聚合的窄． (3)生成的乳胶黏度低，乳胶的黏度和聚合物的分子量无关，因此固含量可以很高，可直接用于涂料． 缺点：但是因聚合反应中加有大量乳化剂，聚合物不纯． 课堂讨论(1) 1、介绍你所学和你所了解的现代的聚合物改性方法. 2、现代聚合物的聚合技术在涂料中的应用。 第三章 涂料的基料 合成高分子和天然高分子、长碳链的有机化合物 3 .1干性油、松香和大漆 干性油 如桐油和亚麻油 主要成分：甘油的三脂肪酸脂， 其结构表示为： CH 2OCOR1 CH