02第二章 高分子材料的制备反应-1幻灯片.ppt

第2章 高分子材料的制备反应 教学目的与要求 了解高分子的命名、分类、制备方法 熟悉 高分子材料的成型方法 掌握高分子材料的组成 教学难点与与重点 1 高分子的命名、分类、制备方法 2 高分子材料的组成 教学时数 10h 第2章 高分子材料的制备反应 2.1 高分子与高分子材料 2.1.1 基本概念 高分子 也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来。 2.1 高分子与高分子材料 聚 合 反 应 2.1 高分子与高分子材料 结 构 单 元 构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团，可包含一个或多个链单元。 重 复 单 元（链节） 重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。 2.1 高分子与高分子材料 2.1 高分子与高分子材料 聚 合 度 每个聚合物分子所含单体单元的数目。 链节：重复结构单元 链节数n：重复单元 分子量M：等于结构单元分子量m0与聚合度的乘积 M= m0× DP (或 M= m0×n ) 2.1 高分子与高分子材料 2.1 高分子与高分子材料 大分子结构式与聚合反应方程式的书写 一、聚合物分子结构式的书面表达 １、将线型大分子主链上化学组成和结构都完全相同、可重复的最小部分作为“重复结构单元”写在方括号内，在方括号下角写出英文字母“m”或“n”。最后写出聚合物的“端基”或在方括号的两端加“- ”。 n：表示大分子重复单元的数目，聚合度。 ２、重复结构单元和结构单元的分取必须符合相应的有机化学反应规则。 ３、在书写缩聚物大分子结构式的时候，通常都必须在重复单元的两端、方括号的外侧写出端基原子或原子团。 ４、在书写大分子结构式的时候，一般有机基团的书写必须全面符合有机化合物结构式书写的有关规定和元素的原则。 2.1 高分子与高分子材料 ５、具有三维交联网状结构的体型聚合物由于失去相对分子量和聚合度的意义，通常写出能够代表聚合物结构的最小部分。 二、聚合反应方程式的书写规范 １、正确书写单体 ２、正确写出重复单元和大分子结构式。 ３、最后将反应方程式配平。 2.1 高分子与高分子材料 2.1.3 高分子材料的分类（略） 2.1.4高分子材料的组成和成型加工 高分子材料也称聚合物材料，它是以聚合物为基体组分的材料。 塑料：增塑剂、稳定剂、填料、增强剂、颜料、润滑剂、增韧剂等。 橡胶：硫化机、促进剂、防老剂、补强剂、填料、软化剂。 涂料：颜料、催干剂、增塑剂、润滑剂、悬浮剂、稳定剂。 成型加工： 塑料：挤出、压延、注射、压制、吹塑； 橡胶：硫化、开炼、密炼、挤出、注射。 2.1 高分子与高分子材料 2.1.5 聚合反应 由小分子单体同过化学方法得到高分子的过程称为聚合 反应。聚合反应可从不同的角度进行分类，目前主要有两种方法。 1 按单体和聚合物的组成和结构变化分类 早期的分类方法。加聚反应和缩聚反应。 烯类单体通过加成聚合成高分子的反应称为加聚反应。 例如苯乙烯加聚成聚苯乙烯： 加聚产物的结构单元中元素组成与其单体相同，仅是电子结构发生变化。加聚物的相对分子质量是单体相对分子质量的整数倍。 2.1 高分子与高分子材料 通过单体分子中的某些官能团之间的缩合聚合成高分子 的反应称为缩合反应。 缩聚反应兼有聚合成高分子和缩合出低分子物的双重意 义，主产物称为缩合物。例如聚碳酸酯（PC）的制备： 由于低分子副产物的析出，缩聚物的结构单元要比单体 少一些原子，因此相对分子质量不再是单体相对分子质量的 整数倍。 2.1 高分子与高分子材料 用于缩聚反应的单体所含的官能团主要有： 羟基(—OH)、胺基(—H2)、羧基(—COOH)、酯基(—COOR)等。 缩聚物中往往保留有特征基团，如酯键(—OCO—)、醚键(—O—)、酰胺键(—NHCO—)等。 因此缩聚物一般为杂链聚合物。 高分子化学的发展导致了许多新的聚合方法的出现 如开环聚合、异构化聚合、氢转移聚合、成环聚合、基团转移 聚合等，很难归纳到上述分类方法中。 加聚和缩聚分类法至今尚有人使用。 2.1 高分子与高分子材料 按聚合机理分类 20世纪50年代开始，按聚合机理和动力学过程，将聚合 反应分为连锁聚合和逐步聚合两大类。 连锁聚合的特点： （1）聚合需要活性中心，如自由基、阳离子、阴离子等， 因此有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合之分。 （2）聚合过程由链引发、链增长、链终止等基