2.精细高分子化学品结构与性能的关系.ppt

1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 ② 取代基 取代基极性越大，数量越多，空间位阻越大，Tg越高。 Tg= -68℃ -20℃ 105℃ 104 ℃ ③ 分子量及其分布 一般，Tg随分子量增加而增加。 分子量分布窄，Tg较高。 分子量大、分布窄，Tg较高，使用温度高。 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 ⑥ 氢键 交联使链段的运动受到限制，Tg增加，使用温度提高。 ④ 交联 高度交联成“不溶不熔”的热固性树脂，使用温度提高。 ⑤ 结晶 结晶使链段的运动受到限制，Tg增加，使用温度提高。 无定形 Tg=69℃ 结晶度50% Tg=81℃ 分子内或分子间形成氢键，Tg增加。 Tg=106℃ 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 加稀释剂、增塑剂 分子量分布宽 主链柔顺 不对称、无规立构 无序共聚 长支链内增塑 无定形 分子量增大 分子量分布窄 主链刚性（芳环、杂环、梯形等） 侧链刚性、位阻大 链对称、规整 极性基团、增加分子间作用力 氢键、交联 结晶 Tg降低的因素 Tg增高的因素 影响Tg和耐热性的因素 影响Tm和耐热性的因素 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 共聚 较低温度下结晶 链对称、规整 较高温度下结晶 拉伸条件下结晶 加入低分子杂质 分子量分布宽 链柔性增加 支化 分子量增大 分子量分布窄 链刚性增加 分子间作用力增加 Tm降低因素 Tm增高因素 Tm降低因素 Tm增高因素 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 2）热稳定性的影响因素 聚合物在高温使用时，其某些化学键（弱键）会发生断裂而影响使用。应减少这些弱键，以提高材料的热稳定性。 ① 主链结构 双键： 双键较活泼，容易受热分解、氧化等。 双键使相邻H活化，容易受热分解、氧化。 含双键聚合物热稳定性较差。 实例：天然橡胶和大多数合成橡胶都含双键，热稳定差，工业上需要添加热稳定剂。 -50~120 -50~140 -70~140 -50~150 -40~150 -35~130 -35~175 -70~275 -50~300 -70 -60 -105 -70 -60 -45 -41 -120 -55 -CH2C(CH3)=CHCH2- -CH2CH=CHCH2-CH2CH(C6H5)- -CH2CH=CHCH2- -CH2C(CH3)2- -CH2CH2-CH2CHCH3- -CH2CCl=CHCH2- -CH2CH=CHCH2-CH2CH(CN)- -Si(CH3)2O- -(CF2CH2)x-(CF2CF2CF2)y- NR 丁苯橡胶(75/25) 顺丁橡胶 丁基橡胶 乙丙橡胶(50/50) 氯丁橡胶 丁腈橡胶(70/30) 硅橡胶 氟橡胶 使用温度范围/℃ Tg/℃ 结构单元 橡胶 橡胶的Tg和使用温度范围 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 C-O、C-N、C-S杂链聚合物： 热稳定性较好 键能 C-O、C-N、C-S C-C 可在200℃长期使用 主链含苯环或芳环，热稳定性增加。 全芳聚酰胺： Tm=530℃，适用于航空、航天、军事装备等 聚酰亚胺： 可在300℃以上长期使用，多用于航空、航天、军事装备等。 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 支链 碳链热稳定性： 实例： 热稳定性 PE PP 几何形状 ：梯形、螺形、片状可提高材料的热稳定性 梯形聚合物 热稳定性、熔点、玻璃化温度、刚性都很高，可用于宇航设备 PAN碳纤维 热稳定性、强度高，可用于宇航设备。 PVC热稳定性差，在120-130℃就会分解出HCl。 ：增加热稳定性下降。 ② 侧基 吸电子基使聚合物难氧化，热稳定性增加。 供电子基使聚合物易氧化，热稳定性降低。 NR SBR 氯丁橡胶热稳定性优于NR和SBR： 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 ③ 交联 交联可提高聚合物的热稳定性和强度 ④ 结晶 ⑤ 其他 结晶聚合物热稳定性比无定形聚合物好。 杂质（引发剂残留、助剂及其他）的存在往往会导致聚合物热稳定性下降。 从主链结构看上述那个高分子的耐热性最好？ 1.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 三、电性能与结构的关系 高聚物的电学性质：聚合物在外加电压或电场作用下的行为及其所表现出来的各种物理现象。 绝大多数聚合物是绝缘体，具有卓越的电绝缘性能，为电器工业中不可缺少的介电材料和绝缘材料。 不同应用场合，对聚合物的介电性能有不同要求： 电容器