第13章 聚合技术.pptx

第13章 聚合技术; 聚合技术是研究聚合反应的应用科学。由低分子单体合成聚合物的反应称做聚合反应。聚合物又称高分子化合物，用作涂料成膜物质的合成树脂均属聚合物。 低分子化合物和聚合物之间并无严格界限，通常把相对分子质量低于1 000或1 500的化合物称为低分子化合物。典型聚合物的相对分子质量为104～106或更高，构成分子的原子数可达103～105或更多; 聚合物广泛地应用于生产和生活中，使用最早最广泛的是塑料、橡胶及纤维制品。近20年来工程塑料、复合材料和特种高分子材料生产技术的迅速发展，使其逐渐替代或部分替代原有钢、铝等金属轻质结构材料制造飞机、船只、车辆，对促进计算机、通讯、宇航技术的发展起了很大作用。 特种高分子材料在此指的是具有特定的性能，如耐高温、高强度、特优绝缘性、光导性等。也有人称它们为精细高分子??精细是指产量小、产值高、制造工艺技术复杂。;13．1．1聚合物的一般概念 1．单体 一个大分子往往可以由许多结构简单的结构单元通过共价键重复连接而成。例如聚氯乙烯分子就是由许多氯乙烯结构单元通过共价键重复连接而成。聚氯乙烯表示式为; 聚合物中端基只占很少一部分，故在上式中略去不计。对聚氯乙烯来说，括号内是结构单元，也是重复单元或单体单元。聚氯乙烯的结构单元与单体的元素组成相同，只是电子结构有所改变。 聚乙烯的分子式习惯写成--(CHzCH。)。一，以便容易看出单体单元，而不写成～(CH2)。一。 合成聚合物的原料称作单体。通过聚合反应，单体才转变成大分子结构单元。由小分子化合物氯乙烯经聚合反应而成聚氯乙烯，氯乙烯为单体。;2．链节、高分子链及链段 许多重复单元连接成线型大分子，类似一条链子，因此有时将聚合物重复单元俗称链节。链节连接起来成为高分子链。高分子中可以独立运动的一个区段称为链段。它是由十几至上百个链节组成。;3．聚合度 一条高分子链所含的链节数目称为聚合度，即下面表达式中的数目n M==nMo 式中：M表示聚合物相对分子质量；A毛表示链节相对分子质量；irt表示聚合度。 例如常用聚氯乙烯的聚合度为600～1 600，其重复单元相对分子质量为62．5，因此相对分子质量为4×105～1×106。;4．聚合物的相对分子质量 聚合物是相对分子质量不等的同系物的混合物，存在一定的分布或多分散性。因此，通常用平均分子量来表征。根据统计方法的不同，平均分子质量就有多种不同的表示法。例如：有一块质量为cc，的高聚物试样，共含起摩尔高分子，其中分子质量为M1的分子有咒，摩尔，这种分子量的分子质量为∞。一咒t M1，所占总分子数的分数为N。，占总质量的分数为W·。分子质量为M：的有礼i摩尔，其分子质量为∞i—nMi，所占总分子的分数为Ni，占总质量的分数为Wi．;1)数均分子质量飘：通常由渗透压、蒸汽压的依数性方法测定，其定义是某体系的总质量优为分子总数所平均。;13．1．2聚合物的分类 聚合物的有多种分类方法，其中较常用的有以下两种;2．按性能和用途分类 塑料、橡胶、纤维三者很难严格区分，可根据使用要求不同，用不同的加工方式制成。有时将聚合反应制得的未经加工成型的聚合物叫树脂。此外还有涂料、黏合剂及功能高分子等。;13．1．3聚合物的命名 经常普遍采用的是按单体和聚合物结构的习惯命名法，间有少量常见的商品俗名。1972年，国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)对线型聚合物提出了结构系统命名法。 1．习惯命名法 经常采用的聚合物名称常以单体名为基础。烯类聚合物以烯类单体名前冠以“聚’’字命名，例如乙烯、氯乙烯、苯乙烯的聚合物分别称为聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等; 由两种单体合成的共聚物，常摘取两单体的简名，后缀“树脂”两字来命名，例如苯酚和甲醛、尿素和甲醛、甘油和邻苯二甲酸酐的缩聚物分别称为酚醛树脂、脲醛树脂、醇酸树脂等。这类产物形态类似天然树脂，因此有合成树脂之统称。目前已扩展到将未加有助剂的聚合物粉料和粒料也称为合成树脂。共聚合成橡胶往往从共聚单体中各取一字，后缀“橡胶”二字来命名，如丁(--烯)苯(乙烯)橡胶、丁(二烯)(丙烯)腈橡胶、乙(烯)丙(烯)橡胶等。;2．结构系统命名法 为了做出更严格的科学系统命名，IUPAC对线形聚合物提出下列命名原则和程序：确定重复单元结构，排好其中次级单元次序，给重复单元命名，最后冠以“聚”字，就成为聚合物的名称。写次级单元时，先写侧基最少的元素，继写有取代的亚甲基，再写亚甲基。这一次序与习惯写法有所不同，现举例如下：;13．1．4聚合反应的分类