中南大学高分子化学笔记
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《高分子化学》考研潘祖仁版2021考研复习笔记第1章绪论1.1 复习笔记【通关提要】通过本章的学习,了解聚合反应的机理特征,掌握聚合度、数均分子量、重均分子量和分子量分布指数的计算。
【知识框架】【重点难点归纳】一、高分子的基本概念1聚合度(见表1-1-1)表1-1-1 聚合度的基本知识2三大合成材料(1)合成树脂和塑料。
(2)合成纤维。
(3)合成橡胶。
二、聚合物的分类和命名1分类(见表1-1-2)表1-1-2 聚合物的分类2命名(见表1-1-3)表1-1-3 聚合物的命名三、聚合反应1按单体-聚合物结构变化分类分为缩聚反应、加聚反应和开环聚合。
2按聚合机理和动力学分类分为:逐步聚合和连锁聚合。
四、分子量及其分布1平均分子量(见表1-1-4)表1-1-4 平均分子量2分子量分布分子量分布有两种表示方法:(1)分子量分布指数(2)分子量分布曲线如图1-1-1所示,、、依次增大。
数均分子量接近于最可几分子量。
平均分子量相同,其分布可能不同,因为同分子量部分所占百分比不一定相等。
分子量分布也是影响聚合物性能的重要因素。
图1-1-1 分子量分布曲线五、大分子微结构1大分子和结构单元关系大分子具有多层次微结构,由结构单元及其键接方式引起,包括结构单元的本身结构、结构单元相互键接的序列结构、结构单元在空间排布的立体构型等。
结构单元由共价键重复键接成大分子。
2大分子的立体构型(见表1-1-5)表1-1-5大分子的立体构型六、线形、支链形和交联形聚合物(见表1-1-6)表1-1-6 线形、支链形和交联形聚合物七、凝聚态和热转变1凝聚态聚合物凝聚态可以粗分成非晶态(无定形态)和晶态两类。
聚合物的结晶能力与大分子主链、侧基的微结构有关,涉及规整性、链柔性、分子间力等。
结晶程度还受拉力、温度等条件的影响。
2玻璃化温度和熔点非晶态热塑性聚合物低温时呈玻璃态,受热至某一温度范围,则转变成高弹态,这一转变温度特称作玻璃化温度T g,代表链段解冻开始运动的温度。
高分子化学重点课后习题解答讲解学习1.图1 相对分子质量~转化率关系1.链式聚合2.活性聚合3.逐步聚合对链式聚合,存在活性中心,活性中心的特点一是在反应过程中不断生成,二是高活性,可使高分子链是瞬间形成,因此在不同转化率下分离所得聚合物的相对分子质量相差不大,延长反应时间只是为了提高转化率。
对逐步聚合,是官能团间反应,由于大部分单体很快聚合成二聚体、三聚体等低聚物,短期内可达到很高转化率,但因官能团活性低,故需延长反应时间来提高相对分子质量。
对活性聚合,活性中心同时形成,且无链转移和链终止,故随反应进行,相对分子质量和转化率均线性提高。
2.连锁聚合与逐步聚合的单体有何相同与不同?连锁聚合单体的主要反应部位是单体上所含不饱合结构(双键或叁键),在聚合过程中不饱合键打开,相互连接形成大分子链。
需要有活性中心启动聚合反应,为此多需用引发剂,反应活化能低,反应速率快,相对分子质量高。
逐步聚合单体的主要反应部位是单体上所带可相互反应的官能团,在聚合过程中官能团相互反应连接在一起,形成大分子链。
不需活性中心启动反应,但反应活化能高,为此多需用催化剂,反应速率慢,受平衡影响大,相对分子质量低。
3.凝胶点:出现凝胶化时的反应程度。
(逐步聚合概念)凝胶化:体形逐步聚合的交联反应到一定程度时,体系粘度变得很大,难以流动,反应及搅拌产生的气泡无法从体系中溢出,出现凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象。
(逐步聚合概念)凝胶效应:自由基聚合中随反应进行体系粘度加大,妨碍了大分子链自由基的扩散运动,降低了两个链自由基相遇的几率,导致链终止反应速率常数随粘度的不断增加而逐步下降;另一方面,体系粘度的增加对小分子单体扩散的影响并不大,链增长反应速率常数基本不变,因而出现了自动加速现象。
这种因体系粘度增加引起的自动加速又称凝胶效应。
(自由基聚合概念)4.为什么在缩聚反应中不用转化率而用反应程度描述反应过程?在逐步聚合中,带不同官能团的任何两分子都能相互反应,无特定的活性种,因此,在缩聚早期单体很快消失,转变成二聚体、三聚体等低聚物,单体的转化率很高。
高分子化学知识点总结
高分子化学是研究高分子物质的结构、性质、合成、加工及应用的学科。
以下是高分子化学的主要知识点总结:
1. 高分子物质的基本概念:高分子物质是由大量重复单元构成的超分子结构。
2. 高分子物质的分类:按照来源可以分为天然高分子和合成高分子;按照结构可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子、共聚高分子等。
3. 高分子物质的性质:高分子物质具有物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括流变学、热学、力学、光学、电学等。
化学性质包括氧化、还原、加成、置换、水解等。
4. 高分子物质的合成方法:包括聚合反应、缩合反应、聚合缩合反应、重排反应、羟化反应、酯交换反应、酯化反应等。
5. 结构表征方法:高分子物质的结构表征方法包括分子量测定、组成分析、形态表征、晶体学、核磁共振、红外光谱、拉曼光谱等。
6. 高分子物质的加工:高分子物质的加工包括塑化加工、固化加工、成型加工、加热处理、冷却处理、表面处理等。
7. 高分子物质的应用:高分子物质广泛应用于塑料、纤维、胶粘剂、涂料、电子材料、医药材料、环保材料等领域。
需要注意的是,以上知识点只是高分子化学的基础,实际上高分子化学是一个非常广泛和深入的领域,需要多读书、多实践,才能掌握其核心和精髓。
高分子化学知识点高分子化学是研究大分子化合物的合成、结构、性质和应用的科学。
在这篇文章中,我们将逐步介绍高分子化学的一些基本概念和知识点。
第一步:高分子化合物高分子化合物是由重复单元(单体)通过共价键连接而成的。
这些单体可以是有机化合物,如乙烯、苯乙烯等;也可以是无机化合物,如硅氧烷等。
共价键的形成使得高分子化合物具有较高的分子量和相对较低的挥发性。
第二步:聚合反应聚合是指将单体通过共价键连接成高分子化合物的过程。
聚合反应分为两类:加成聚合和缩聚聚合。
加成聚合是指单体中的双键被打开,形成新的共价键;而缩聚聚合是指单体中的官能团(例如羟基、胺基等)通过消除小分子(例如水、醇等)形成新的共价键。
第三步:聚合度聚合度是指高分子化合物中单体重复单元的数量。
它可以用聚合物的平均分子量(Mn)或聚合度分布来表示。
对于线性高分子,聚合度越高,分子量越大。
第四步:高分子结构高分子的结构可以分为线性、支化和交联结构。
线性高分子是指单体以直线形式连接而成的聚合物;支化高分子是指聚合物中存在分支结构;交联高分子是指聚合物中存在交联点,形成三维网络结构。
高分子的结构对其性能和应用有很大影响。
第五步:高分子性质高分子的性质包括力学性能、热性能、光学性能等。
力学性能包括强度、刚度和韧性等;热性能包括熔点、玻璃化转变温度等;光学性能包括透明度、折射率等。
不同的高分子具有不同的性质,使其在不同的领域具有广泛的应用。
第六步:高分子应用高分子在生活中有着广泛的应用。
例如,聚乙烯是一种常见的塑料,可以用于制作包装材料、管道等;聚合物电解质可以用于锂离子电池和燃料电池等能源领域;高分子材料还可以应用于医学、电子、纺织等领域。
总结:高分子化学是一门研究大分子化合物的合成、结构、性质和应用的学科。
了解高分子化学的基本概念和知识点对于理解和应用高分子材料具有重要意义。
通过逐步的学习,我们可以深入了解高分子化学的各个方面,为高分子化学的研究和应用提供基础。
高分子化学知识点总结高分子化学是研究高分子化合物的合成、结构、性能和应用的一门学科。
它是化学领域中的一个重要分支,对于材料科学、生物医学、环境保护等众多领域都有着深远的影响。
以下是对高分子化学一些重要知识点的总结。
一、高分子的基本概念高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物,其相对分子质量通常在 10^4 到 10^7 之间。
高分子化合物由许多结构单元通过共价键重复连接而成,这些结构单元被称为单体。
例如,聚乙烯是由乙烯单体聚合而成,其结构单元就是乙烯。
高分子的相对分子质量具有多分散性,即同一种高分子化合物中,不同分子的相对分子质量大小不同。
通常用平均相对分子质量来表示高分子的相对分子质量,常见的平均相对分子质量有数均相对分子质量、重均相对分子质量和粘均相对分子质量。
二、高分子的分类根据来源,高分子可以分为天然高分子和合成高分子。
天然高分子如纤维素、蛋白质、淀粉等,是自然界中存在的;合成高分子则是通过人工合成得到的,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
按照高分子的主链结构,可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。
碳链高分子的主链完全由碳原子组成,如聚乙烯、聚丙烯;杂链高分子的主链除了碳原子外,还含有氧、氮、硫等原子,如聚酯、聚酰胺;元素有机高分子的主链中不含碳原子,而是由硅、磷、钛等元素组成,侧链则为有机基团。
三、高分子的合成方法(一)加聚反应加聚反应是指由不饱和单体通过加成聚合反应生成高分子化合物的过程。
在加聚反应中,单体分子中的双键或三键打开,相互连接形成高分子链。
常见的加聚反应有自由基聚合、离子聚合和配位聚合。
自由基聚合是应用最广泛的一种加聚反应,其反应条件相对简单,通常在加热或引发剂的作用下进行。
引发剂分解产生自由基,引发单体聚合。
离子聚合包括阳离子聚合和阴离子聚合,它们对反应条件要求较高,需要在无水、无氧的环境中进行。
配位聚合可以制备具有规整结构的高分子,如等规聚丙烯。
(二)缩聚反应缩聚反应是指由具有两个或两个以上官能团的单体通过缩合反应生成高分子化合物,并伴随有小分子副产物(如水、醇、氨等)生成的过程。
第一章 绪论单体:能通过聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物,即合成聚合物的原料。
高分子:一个大分子由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成,并具有一定机械性能。
结构单元:在大分子链中出现的以单体结构基础的原子团称为结构单元。
重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元,可能与结构单元相同,也可能由2个或多个结构单元组成。
单体单元:与单体中原子种类及个数相同的结构单元,仅电子结构有所变化。
重复单元或结构单元类似大分子链中的一个环节,故俗称链节由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物; 由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物. 结构单元=单体单元=重复单元=链节聚合度:聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
合成尼龙-66具有另一特征:H 2N(CH 2)6NH 2+ HOOC(CH 2)4COOHH--NH(CH 2)6NH--CO(CH 2)4CO--OHn(2n-1) H 2O +结构单元 结构单元 重复结构单元有两种表示法:[1]以大分子链中的结构单元数目表示,记作:[2]:以大分子链中的重复单元数目表示,记作:由聚合度可计算出高分子的分子量: M 是高分子的分子量; M 0 是结构单元的分子量 结构单元=重复单元=链节≠ 单体单元单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 结构单元 ≠ 重复单元 ≠ 单体单元 重复单元=链节 三大合成材料:橡胶,塑料,纤维玻璃化温度:聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。
分子量及其分布数均分子量:按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量高分子样品中所有分子的总重量除以其分子(摩尔)总数∑∑∑∑∑∑====iii iiiii in Mx M WWNM N N WM )(式中,W i ,N i ,M i 分别为i -聚体的重量、分子数、分子量重均分子量:是按照聚合物的重量进行统计平均的分子量i -聚体的分子量乘以其重量分数的加和∑∑∑∑∑===iiiii i iii w Mw M NM N WM W M 2分布指数表示:重均分子量与数均分子量的比值,M w / M nM w / M n 分子量分布情况1 均一分布 接近 1 (1.5 ~ 2) 分布较窄远离 1 (20 ~ 50) 分布较宽 聚合反应1. 按单体-聚合物结构变化分类【1】 缩聚 【2】加聚 【3】开环聚合 2. 按聚合机理分类【1】逐步聚合 【2】连锁聚合(活性种可以是自由基、阴离子、阳离子;过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成)n xDP n DP x n ==00M DP M x M n ⋅=⋅=第二章逐步聚合反应1逐步聚合的基本概念与连锁聚合不同,逐步聚合的基本特征是聚合度随时间逐步增长,而转化率在聚合初期即可达到很高,因此表现出与连锁聚合完全不同的规律。
《高分子化学》复习题一.填空:1. 聚合物有两个分散性,是相对分子质量多分散性和聚合度多分散性。
2. 聚合反应按机理来分逐步聚合和连锁聚合两大类,如按单体与聚合物组成差别分为加聚反应缩聚反应和开环反应。
3. 阻聚和缓聚反应的本质:链自由基向阻聚剂和缓聚剂的链转移反应,可能生成没有引发活性的中性分子,也可能是活性低的新自由基。
两者的区别是程度上的不同,前者使聚合反应完全终止,后者只是使聚合反应速度降低。
4. 在自由基聚合中,具有能同时获得高聚合和高相对分子质量的实施方法有乳液聚合5. 乳液聚合的特点是可以同时提高相对分子质量和反应速率,原因是:乳化剂浓度对聚合反应速率和聚合度的影响是一致的,对乳化程度的强化而可以同时达到较高的聚合速率和聚合度的目的。
6. 合成高聚物的几种聚合方法中,能获得最窄的相对分子质量分布的是阴离子聚合7. 线形缩聚的核心问题是相对分子质量的影响因素和控制;体形缩聚的关键问题是凝胶点的控制。
所有缩聚反应共有的特征是逐步特性8. 在自由基聚合和缩聚反应中,分别用单体的转化率和反应程度来表征聚合反应进行的深度。
9. 线形缩聚相对分子质量的控制手段有加入单官能团的单体,进行端基封锁和控制反应官能团加入的当量比。
10. 所谓的配位聚合是指采用的引发剂是金属有机化合物与过渡化合物的络合体系,单体在聚合反应中通过活性中心进行配位而插入活性中心离子与反离子之间,最后完成聚合过程。
所谓的定向聚合是指指能够生成立构规整性聚合物为主(>=75%)的聚合反应。
11. 自由基聚合的特征慢引发,快增长,速终止。
阳离子的聚合特征是快引发,快增长,难终止,易转移。
阴离子的聚合特征是快引发,慢增长,易转移,无终止。
12. 自由基聚合的实施方法有本体聚合,悬浮聚合,乳液聚合,溶液聚合。
逐步聚合的实施方法溶液聚合,界面聚合,熔融聚合。
13. 用动力学推导共聚组成方程时做了五个假定,分别是等活性理论,稳态,14. 推导微观聚合动力学方程,作了4个基本假定是:链转移反应无影响、等活性理论、聚合度很大、稳态假设。
高分子化学知识点总结
基本概念:
单体:构成高分子链的基本单元。
高分子:由许多单体通过化学键连接而成的大分子。
聚合物:由高分子链通过化学键连接而成的物质。
低聚物:聚合度较低的高分子。
结构单元、重复单元、链节:构成高分子链的基本单元。
主链、侧链、端基、侧基:高分子链的组成部分。
聚合度:高分子链中单体单元的数量。
相对分子质量:高分子的分子量。
聚合反应类型:
加成聚合与缩合聚合:两种主要的聚合反应类型。
连锁聚合与逐步聚合:两种常见的聚合反应机制。
聚合物的分类:
根据不同的标准(如来源、结构、性能等)对聚合物进行分类。
常用聚合物的命名、来源、结构特征:
了解常见聚合物的命名规则、来源和结构特征。
聚合物的相对分子质量及其分布:
了解聚合物相对分子质量的测定方法及其分布特征。
高分子化学的研究范围:
涉及天然高分子和合成高分子。
天然高分子存在于天然材料中,如棉、麻、毛、丝等;合成高分子包括塑料、合成纤维、合成橡胶等。
高分子化学的发展历史:
从天然高分子的利用与加工、天然高分子的改性、合成高分子的生产到高分子科学的建立,经历了四个主要时期。
高分子化学反应动力学、化学热力学、结构化学、高分子物理等相关分支学科的基础知识。
高分子化学在实际应用中的重要性:高分子材料在现代社会中的广泛应用,如塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等。
总之,高分子化学涉及众多知识点,需要系统学习和理解。
通过掌握这些基础知识,可以更好地理解高分子材料的性质和应用。
高分子化学知识点总结高分子化学是一门研究高分子材料的合成、结构、性质、加工和应用的学科,其内容涉及有机化学、物理化学、材料科学等多个学科领域。
下面是关于高分子化学的一些常见知识点的总结。
1. 高分子的定义和分类:高分子是由多个结构相似的重复单元组成的巨大分子。
根据高分子的来源可以分为天然高分子和合成高分子;按照化学结构可以分为线性高分子、支化高分子、网络高分子和共聚高分子等。
2. 高分子的合成方法:高分子合成方法主要包括聚合反应和缩聚反应。
聚合反应是指在单体之间发生共价键的形成,从而形成高分子;缩聚反应是指两个或多个单体通过失去一个小分子而结合成高分子。
3. 高分子的聚合反应:聚合反应可以分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和离子聚合等几种类型。
其中,自由基聚合是最常见的一种聚合反应,其原理是利用自由基引发剂引发单体之间的自由基反应,从而形成高分子。
4. 高分子的物理性质:高分子的物理性质受到其分子结构的主导。
常见的高分子物理性质包括玻璃化转变温度、熔融温度、热膨胀系数、力学性能等。
另外,高分子的物理性质还与其分子量、分子量分布、聚合度和晶形等因素有关。
5. 高分子的结构性质:高分子的结构性质是指高分子链的空间构型和排列方式。
高分子的结构性质直接影响其力学性能、热学性能和电学性能等。
常见的高分子结构性质包括晶体结构、无规共聚物和嵌段共聚物等。
6. 高分子的应用:高分子材料是一类重要的工程材料,广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂、管材、包装材料、电子材料、医疗材料等领域。
高分子材料具有重量轻、力学性能好、耐高温、绝缘性能好等优点。
7. 高分子的改性:由于高分子的一些性能和应用方面的限制,科学家通过添加助剂、共混物、交联等方式对高分子进行了改性。
改性可以改变高分子的力学性能、热学性能、电学性能等,并且使其能够满足特定应用的要求。
8. 高分子的可持续发展:随着环境问题的日益突出,高分子化学也在朝着可持续发展的方向发展。
高分子化学知识点总结选择题、填空题、名词解释、简答题、画图题、计算题一、计算题:1、数均、重均分子量和分部指数2、逐步聚合3、凝胶点的预测及平均官能度4、自由基聚合5、自由共聚合6、离子聚合二、名词解释1、高分子:也叫高分子化合物,许多原子以一定规律由共价键链接而组成的分子量很大的化合物。
2、单体:能够进行聚合反应,并构成高分子基本结构组成单元的小分子。
3、结构单元:单体在大分子链中形成的单元。
4、重复单元:大分子链上重复出现的、最小基本单元。
5、单体单元:与单体相比,除电子结构改变外,原子种类及个数完全相同的结构单元。
6、共聚物:由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物。
7、加聚反应:烯类单体加成而聚合起来的反应称为加聚反应,反应产物称为加聚物。
8、缩聚反应:是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程,兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义,反应产物称为缩聚物。
9、线性缩聚:10、体型缩聚:11、逐步聚合:12、高分子的聚集态结构:高分子的聚集态结构,是指高聚物材料整体的内部结构,即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。
分为晶态、非晶态、液晶态。
13、官能度:一分子中能参加反应的官能团的数目叫官能度14、平均官能度:每一分子平均带有的基团数。
15、反应程度:参加反应的基团数占起始基团数的分数。
16、转化率:参加反应的单体量占起始单体量的分数17、两者区别: 转化率是指已经参加反应的单体的数目, 反应程度则是指已经反应的官能团的数目, 如:一种缩聚反应,单体间双双反应很快全部变成二聚体,就单体转化率而言,转化率达100%;而官能团的反应程度仅50%。
18、凝胶化现象:体系粘度突然急剧增加,难以流动,体系转变为具有弹性的凝胶状物质,这一现象称为凝胶化。
19、凝胶点:开始出现凝胶化时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点,用Pc表示,是高度支化的缩聚物过渡到体型缩聚物的转折点。
20、引发剂:自由基聚合引发剂通常是一些可在聚合温度下具有适当的热分解速率,分解生成自由基,并能引发单体聚合的化合物。
高分子化学笔记一.若干自由基聚合产物 1.低密度聚乙烯 (LDPE )1)关于聚乙烯(PE ),目前世界上约有38个国家,135家公司建有164个生产装置,生产能力约1461~1995万吨/年。
2) PE 的工业产品有:LDPE ,HDPE ,LLDPE ,UHMWPE3)LDPE 的合成方法:高压本体聚合,压力98~343MPa ,温度150~3300C ,引发剂微量氧气。
4)LDPE 的性能:乳白色、无毒、无味、无臭的蜡状颗粒。
相对密度0.916~0.930。
LDPE 分子主链上带有长短不一的支链,每1000个碳原子上有20~30个乙基、丁基或更长的支链。
与HDPE 相比,结晶度低,透明性较好。
但机械强度、耐候性较差。
5)制品:薄膜、管材、中空容器。
2.聚氯乙烯(PVC )1)PVC 是目前世界上仅次于PE 的第二大塑料品种。
2) PVC 的性能 一般使用温度-15~600C ,具有难燃、抗化学药品性等。
最大的不足:热稳定性差。
根据增塑剂添加与否:软质制品(添加30%左右增塑剂)、硬质制品。
3)合成方法:悬浮聚合—— 占总产量的80~85%。
——制品:紧密型树脂,得硬质制品;疏松型树脂,得软质制品 乳液聚合—— 加增塑剂,得PVC 糊状树脂。
——制品: 人造革、墙纸、干法纺丝 3.聚苯乙烯(PS )1)PS 是目前世界上产量居第三位的塑料品种。
2) PS 的性能 无定形聚合物,质硬,透明。
最大的不足:脆。
改性PS 品种:苯乙烯与丁苯橡胶接枝共聚获得高抗冲PS, ABS 树脂。
3)合成方法: 悬浮聚合 本体聚合。
4) 制品: 仪器仪表零件, 泡沫塑料和日常用品等. 4.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA ) 1)俗称: 有机玻璃。
2) PMMA 的性能 无定形聚合物,透明性可与无机玻璃媲美,但密度仅为无机玻璃的一半。
最大的不足:耐磨性差。
3)合成方法: 本体聚合4) 制品: 光学镜片, 设备标牌, 仪器仪表盘等.二、几种典型的线型缩聚产物1.聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET ,俗称:涤纶)合成纤维的第一大品种1)、优点:机械强度好,耐磨性好,经多次洗涤,无须烫熨;与棉混纺后,手感好,透水汽适宜。
2)、缺点:耐水性差。
3)、用途:合成纤维;也可用作胶卷、磁带的片基和工程塑料。
4)、工业合成: 甲酯化:将对苯二甲酸和甲醇反应,合成对苯二甲酸二甲酯酯交换:1500C~ 2000C 下,使对苯二甲酸二甲酯与乙二醇反应。
催化剂为醋酸镉和三氧化二锑自缩聚: 2600C~ 3000C 三氧化二锑催化下,对苯二甲酸二乙二酯自缩聚(熔融缩聚),借助真空不断抽出乙二醇。
5)、涤纶(PET)的合成 H 3COC OC OC H 3O+ 2 x HOCH 2CH 2OHx 150-200 0CHOH 2CH 2CO CO C OOC H 2CH 2O H()x + 2x CH 3OHAH OH 2C H 2C O COC OOC H 2C H 2O H()x 260-300 Cn B2、 聚碳酸酯( PC )目前有实用价值的是芳香族聚碳酸酯1)、优点:双酚A 型聚碳酸酯作为工程塑料,具有突出的冲击强度。
透明。
产量仅次于尼龙。
2)、缺点:耐水性差。
3)、用途:接线柱、计算机、电视机等的零件和壳体;用作齿轮、轴承等。
4)、工业合成: 酯交换法:双酚A 与碳酸二苯酯进行熔融缩聚。
光气法:双酚A 的钠盐与光气(二氯甲酰)进行界面缩聚。
三、预聚体热固性聚合物根据其反应程度P 与其凝胶点P c 的比较,可把其生成过程分为三阶段:P <P c ,甲阶聚合物;P 接近于P c ,乙阶聚合物;P >P c ,丙阶聚合物。
未固化的热固性聚合物叫预聚体。
根据预聚体的性质与结构的不同一般分为无规预聚体和确定结构预聚体两大类。
1 无规预聚体(要求掌握单体)预聚体的固化通过加热来实现,则这种预聚体叫无规预聚体。
无规预聚体中未反应官能团在分子链上无规分布。
(1)醇酸树脂邻苯二甲酸酐和甘油反应,在P <P c 时生成的聚酯预聚体。
用途:涂料。
为了保证涂层具有一定的柔软性,在上述反应体系中加入二元醇或一元酸,降低产物的交联点密度。
(2)碱法酚醛树脂苯酚与甲醛的摩尔比0.8:1,在氨和碳酸钠等碱的催化下加热反应到一定程度后,制成甲阶树脂,溶于水;继续反应得乙阶树脂,不溶于水,但溶于乙醇等有机溶剂;继续受热,得丙阶树脂,不溶不熔。
用途:水溶性甲阶酚醛树脂——粘结剂乙阶酚醛树脂——清漆、层压成型制品(如:玻纤增强层压制品)用于汽车、船舶等结构材料。
(3)脲醛树脂:人造玉的美称尿素与甲醛的摩尔比1:1.2~1:1.5之间,在碱催化下,加热反应到一定程度后,制成甲阶树脂,溶于水;继续反应得乙阶树脂,不溶于水,但溶于乙醇等有机溶剂;继续受热,得丙阶树脂,不溶不熔。
用途:水溶性甲阶脲醛树脂:粘结剂 乙阶脲醛树脂:模压成型制品(如:餐具、纽扣、装饰品) 缺点:耐水性差 (4)三聚氰胺-甲醛树脂 (简称:密胺树脂)性能:由于该树脂中含有三氮杂环结构及较多能进行交联反应的活性基团,则固化后产物的耐热性、耐水性和力学强度优于脲醛树脂。
制品在沸水中长期使用。
制品色泽鲜艳。
用途:涂料、粘结剂;模压制品为耐污餐具、医疗器具等。
氨基树脂:脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂的统称。
2确定结构预聚体(要求掌握单体,固化剂)确定结构预聚体是指具有特定的活性端基或侧基,官能团的种类与数量可通过设计来合成,其交联固化反应不能单靠加热来完成,而需要加入专门的催化剂或其他反应物来进行。
这些加入的催化剂或其他反应物通常叫固化剂。
这类预聚体由于其结构确定并可设计合成,获得结构与性能可控的产品。
(1)酸法酚醛树脂苯酚与甲醛的摩尔比1.2:1,在硫酸或草酸等酸催化下加热回流2~4小时,在1600C 下高温脱水,制成预聚体。
固化剂: 六次甲基四胺用途:模压成型制品主要用做电器绝缘件;其纤维经高温处理可制成防火服和碳纤维。
(2)环氧树脂(EP) :俗称“万能胶”主链上含醚键和仲羟基,端基为环氧基的预聚体。
O O H 2C HC H 2C OhOHOH O CH 2CH CH 2OOOO O+环氧树脂具有独特的粘接力,配制的粘合剂对多种材料具有良好的粘接性能,常称“万能胶”。
性能缺陷:脆 用途:粘结剂、涂料、层压成型制品(如:玻璃钢)合成:目前使用的环氧树脂预聚体90%以上是由双酚A 与过量的环氧氯丙烷缩聚而成:双酚A 与过量的环氧氯丙烷的缩聚反应固化环氧树脂的固化剂种类很多,有多元的胺、羧酸、酸酐等。
室温固化:乙二胺固化反应为多元胺的胺基与环氧预聚体的环氧端基加成反应。
高温固化:(固化温度1500C 以上) 多元羧酸或酸酐的羧基与预聚体上仲羟基及环氧基之间的反应,需在加热条件下进行。
稀释剂:乙醇 E-51表示双酚A 型环氧树脂的环氧值为0.51;环氧值:100克环氧树脂中含有的环氧基团摩尔数。
(3)二羟基预聚体分子链两末端带羟基,主要有聚醚和聚酯两大类。
聚醚二醇:通常由环氧乙烷或环氧丙烷在碱催化下聚合,用水终止反应而得:聚酯二醇:通常由二元羧酸和过量的二元醇反应而得。
二羟基预聚体主要是用于与异氰酸酯反应合成聚氨酯预聚体。
(4)不饱和聚酯树脂由不饱和二元酸、饱和二元酸与二元醇反应得到不饱和聚酯,然后不饱和聚酯与交联单体苯乙烯的混合物,称为不饱和聚酯树脂。
1)常用不饱和二元酸:顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸 饱和二元酸:邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸等 2)二元醇:1,2-丙二醇 3)交联单体:苯乙烯4)固化剂:室温固化:N ,N-二甲苯胺-BPO 高温固化:BPO 、AIBN 等5)性能及用途:该树脂具有流动性好、固化速度快等特点,可以获得多种制品。
a)不饱和聚酯玻璃钢利用不饱和聚酯树脂的“假凝胶现象”(即:不饱和聚酯树脂在碱土金属氧化物如:氧化钙等作用下很快稠化,失去流动性的现象,此时该树脂并没有交联,在合适的溶剂中可以溶解,加热可以熔融)制成不饱和聚酯树脂预混料。
SMC :片状模塑料 BMC :块状模塑料b) 浇注成型制品首先把树脂、引发剂和适量填料混合成易流动的物料,然后浇入模具型腔内于室温下固化。
可制成标本、人造大理石、人造花岗岩等 制品 特点:透明(5)醇酸树脂新品种醇酸树脂预聚体通常指末端带不饱和键的聚酯,典型的如邻苯二甲酸酐、甘油和一元不饱和羧酸(通常是不饱和脂肪酸)缩聚而成的预聚体:(6)聚氨酯预聚体合 成:聚氨酯预聚体通常是由端羟基预聚体(包括二羟基聚醚、二羟基聚酯及多羟基聚醚等)与二元或多异氰酸酯进行重键加成聚合而HOOH ClH 2C CH CH 2O(n+1)+ (n+2)OOCH 2H 2C CHH 2C O CH CH 2OHOCH 2HC 2O()n R NH 2H 2C CH CH 2+R NH CH 2CH CH 2OHH 2C CH CH 2O HCH OH+- H CH 2CH CH 2O HO CHH C C H 2RO n 1. KOH 2. H 2OH OC H 2C H ROH()n O O +OHOH OH +RCH CH R'COOHRCH CH R'COOCH 2CH OHCH 2OOCCOO成:固化(i) 水作固化剂 a(ii) 过量二异氰酸酯的交联作用(iii) 多元醇的交联作用四、活性聚合及其应用1.定义:活性聚合(Living Polymerization): 在适当的合成条件下,无链终止与链转移反应,链增长活性中心浓度保持恒定的时间要比完成合成反应所需的时间长数倍。
(IUPAC定义,1996)活性聚合首先发现于阴离子聚合(1950s)。
2.应用:1)、单分散聚合物的合成如丁基锂为引发剂,正己基苯为溶剂,在干冰-甲醇低温下的苯乙烯聚合可获得分子量分布为1.01的高度单分散的聚苯乙烯,用做凝胶色谱法测定聚合物分子量及其分布的标准样品。
2)、末端功能化聚合物的合成末端功能团的引入可有两条途径:(1)由带功能团的引发剂引发的活性聚合;(2)用带功能团的终止剂终止活性聚合。
如果用双功能引发剂或用带功能基的引发剂引发活性聚合再用带功能基的终止剂终止便可获得遥爪高分子。
3)、嵌段共聚物SBS的合成3.丁苯橡胶的合成单体:异丁烯和少量异戊二烯催化剂:三氯化铝助催化剂:微量水反应温度:-1000C溶剂:氯代甲烷丁基橡胶的应用:是一种气密性很好的橡胶,其总产量的3/4用作内胎;其他应用:气球、汽艇等。
五、配位离子聚合的主要产物1、HDPE(高密度聚乙烯)2、LLDPE(线性低密度聚乙烯)3、超高分子量聚乙烯4、PP(有规立构聚丙烯)5、乙丙橡胶:合成橡胶中质量最轻、最廉价的品种;用途:胶管、垫圈、电线电缆等。