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2011-2012学年上学期聚合物的降解及稳定化复习资料第一章绪论老化（降解）：高分子材料在加工、贮存、使用的过程中，物理化学性质和力学性能会逐渐变差。
导致聚合物降解的因素：内因：聚合物的组成及其链结构；聚合物的聚集态结构；杂质。
外因：热、环境温度和热氧的影响；光的影响；氧和臭氧的影响；水和潮湿的影响；其他的因素影响，比如微生物（真菌的活性或酶作用）、某些高级生命体（昆虫）等生物降解。
聚合物再生的意义：保护人类赖以生存的自然环境；充分利用自然资源，变废为宝。
第二章聚合物降解与稳定化的基本定理热降解的三大类：解聚反应（拉链降解）；无规断链反应；主链不断裂的小分子消除反应。
热氧降解主要特征以及核心：自动氧化反应。
当氧浓度等于或大于空气中的氧浓度时，氧化反应速率与氧浓度无关；当氧浓度很低时，吸氧速率是氧浓度的函数，即氧化反应速率与氧浓度有关。
抗氧剂的两大类：主抗氧剂（自由基捕获剂）：作用——改变自动氧化历程。
辅助抗氧剂（预防型抗氧剂）：作用——只能降低氧化速率，而不改变自动氧化历程。
主抗氧剂的分为4类：氢给予体、电子给予体、自由基捕获体、苯并呋喃酮类。
抗氧剂的配合：协同效应、加合效应、对抗效应。
羰基的引发作用：(P42)光稳定剂四大类：光屏蔽剂、紫外光吸收剂、猝灭剂、受阻胺光稳定剂。
邻羟基二苯甲酮类（一类重要的紫外线吸收剂）(P44)臭氧龟裂：具有不饱和键的橡胶，在应力作用的条件下，能和臭氧发生独特的破坏作用，即在垂直与应力方向引起开裂。
第三章聚合物降解各论聚合物分子链中，各种键和基团的热稳定性顺序：（P59、60）对聚丙烯的光氧化而言，氢过氧化物也是主要的起始光引发剂。
由于聚丙烯光氧化的动力学链长大约是聚乙烯的10倍，所以在光氧化的聚丙烯中氢过氧化物浓度比氧化的聚乙烯中高很多。
（P62）聚氯乙烯的降解：典型特征是释放HCl，具有催化作用加速了降解。
厚的试样比薄的试样降解更快，是由于厚的试样中HCl逸出更慢而起到了催化作用。
药用高分子材料习题整理《绪论》练习题一、名词解释1 药用辅料：2 高分子药物：二．填空题1．药用辅料广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂，其中具有____的辅料，一般被称为药用高分子辅料。
2．辅料有可能改变药物从制剂中释放的或，从而影响其生物利用度。
3．纤维素的衍生物最常见的有、、。
4．高分子材料学的目的是使学生了解高分子材料学的①②，③，④⑤并能。
5．药用高分子辅料在药用辅料中占有很大的比重，现代的制剂工业，从包装到复杂的药物传递系统的制备，都离不开高分子材料，其和表明它的重要性。
6．控释、缓释给药的机制一般可分五类：、、、和。
7．经典的对辅料的研究，一般只限于物理药学的方法，如、____ 、____ 、和研究。
三．选择题1．下面哪项不是有关药用高分子材料的法规( )A．《中华人民共和国药品管理法》B．《关于新药审批管理的若干补充规定》C．《药品包装用材料容器管理办法（暂行）》D．《药品生产质量管理办法》2．淀粉的改性产物可分为( )A．羧甲基淀粉钠和可压性淀粉B．羧甲基淀粉钠和支链淀粉C．可压性淀粉和支链淀粉D．直链淀粉和羧甲基淀粉钠3．依据用途分，下列哪项不属于药用高分子材料( )A．在传统剂型中应用的高分子材料B．控释、缓释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料C．前体制剂中应用的高分子材料D．包装用的材料4．传统上片剂是用糖浆包衣，而薄膜包衣操作简单，高分子材料的衣膜只要加20-100um厚就具有作用，但不具有下列哪个作用？( )A．封闭孔隙B．增加药物生物利用度的作用C．具有一定防潮作用D．使粗糙表面光滑的作用5．下列不属于水溶性包衣材料的是( )A．海藻酸钠B．明胶C．桃胶D．虫胶四．简答题1．药用高分子材料学研究的任务是什么？2．药用高分子材料的研究在我国还有宽广的发展前途，主要体现在哪几个方面？3．药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分，它的作用有哪些？4．高分子材料作为药物载体的先决条件是什么？第二章练习题一、名词解释1．高分子化合物：2．自由基聚合3．共聚物4．链结构：5．柔性：6．加聚反应：7．离子型聚合8．缩聚反应9．线型缩聚10．体型聚合物11．聚合物的化学反应12．偶合终止：13．歧化终止：14．阻聚反应：15．凝胶现象：二、填空题1．单轴取向是聚合物沿一个方向拉伸，分子链排列。
高分子聚合物发生分子链基团的脱落，这样会产生热降解，加速管道老化。
1. 引言1.1 概述高分子聚合物是一类具有重要应用价值的材料，广泛应用于工业生产、日常生活和科学研究中。
然而，随着使用时间的增长，高分子聚合物会遭受各种环境因素的影响，如温度、湿度、辐射等。
这些因素可能导致高分子聚合物的分子链基团脱落，从而引发热降解现象。
管道作为高分子聚合物应用的重要领域之一，也不可避免地受到热降解的影响，加速其老化过程。
1.2 研究背景随着经济和社会的快速发展，人们对能源和资源需求不断增长。
管道系统作为能源和物质输送的重要通路，在能源供应链中扮演着至关重要的角色。
然而，由于长期使用以及外界环境因素的限制，管道系统在运行过程中逐渐老化，并面临着安全隐患和性能下降的问题。
因此，研究管道老化机理及其相关影响因素对于确保管道系统安全运行至关重要。
1.3 研究意义管道老化问题在工程实践中引起了广泛关注，并成为科学研究的热门领域。
探索高分子聚合物分子链基团脱落对管道老化过程的影响以及相关机制具有重要的理论和应用价值。
首先，深入了解高分子聚合物的脱落现象有助于我们更好地理解材料的性能变化规律，从而指导材料设计和制备工艺改进。
其次，揭示管道老化加速机制可以提供技术支持和示范应对长输管道系统的老化问题，保障其安全运行与服务寿命。
此外，本研究还可为未来材料科学与工程领域提供借鉴和启示，促进相关领域的学术发展和技术创新。
通过对高分子聚合物发生分子链基团的脱落以及由此引发热降解所致管道老化等问题进行综合研究，将有助于推动相关领域科学认知的进步，并为相应的解决方案提供理论指导和技术支撑。
因此，本文旨在系统地探讨高分子聚合物脱落现象及其对管道老化的影响，为解决管道老化问题提供理论基础和实验依据。
2. 高分子聚合物的分子链基团脱落现象2.1 聚合物分子链结构简介高分子聚合物是由大量单体分子通过化学键连接而成的长链状结构。
这些聚合物链中的每个单体都与相邻单体通过共价键连接在一起，形成了一个稳定的聚合物结构。
聚合物材料的老化机制与防护在我们的日常生活和工业生产中，聚合物材料无处不在，从塑料制品到橡胶制品，从涂料到纤维，它们的应用广泛且不可或缺。
然而，随着时间的推移，这些聚合物材料往往会出现性能下降、外观变差等老化现象，这不仅影响了其使用效果和寿命，还可能带来安全隐患和经济损失。
因此，深入了解聚合物材料的老化机制，并采取有效的防护措施，具有重要的现实意义。
一、聚合物材料老化的表现聚合物材料老化后的表现多种多样，常见的有以下几种：1、外观变化这是最直观的老化现象，如颜色变黄、变暗，表面出现裂纹、粗糙、失去光泽等。
例如，长期暴露在阳光下的塑料椅，会逐渐褪色并变得脆化。
2、物理性能下降材料的强度、硬度、韧性等物理性能会逐渐降低。
比如，橡胶密封圈使用一段时间后会变得松弛，密封效果变差。
3、化学性能改变可能会发生氧化、水解等化学反应，导致材料的化学组成和结构发生变化，从而影响其性能。
例如，某些聚合物在潮湿环境中容易水解，降低其稳定性。
二、聚合物材料老化的机制聚合物材料的老化是一个复杂的过程，通常由多种因素共同作用引起，主要的老化机制包括以下几个方面：1、热老化温度是影响聚合物老化的重要因素之一。
在高温环境下，聚合物分子链的运动加剧，容易导致分子链的断裂和交联，从而改变材料的性能。
此外，高温还会加速氧化、热分解等化学反应的进行。
2、光老化阳光中的紫外线对聚合物材料具有很强的破坏作用。
紫外线能够激发聚合物分子中的化学键，使其发生断裂和降解，导致材料的性能下降。
例如，户外使用的塑料薄膜在长期阳光照射下会变得易碎。
3、氧化老化氧气在聚合物老化过程中起着关键作用。
聚合物与氧气接触时，容易发生氧化反应，形成过氧化物和自由基，进而引发一系列的链式反应，导致材料的老化。
许多聚合物材料在空气中会逐渐氧化变脆。
4、水解老化当聚合物材料处于潮湿环境或与水接触时，可能会发生水解反应。
水分子会攻击聚合物分子中的某些化学键，使其断裂，从而影响材料的性能。
考点11 塑料的老化和降解【考点定位】本考点考查塑料的老化和降解，理解塑料老化和降解的概念，树立环保意识，难点是塑料的降解原理为水解原理,通常是聚合酯的水解.【精确解读】1．老化的概念：老化是指塑料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值的现象，老化是一种不可逆的变化,它是材料的通病;2．老化的原因：发生老化的原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基，等等．外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体（如二氧化碳、硫化氢等）、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫等等；3．塑料的降解：塑料降解是指高分子聚合物达到生命周期的终结．塑料降解是使聚合物分子量下降、聚合物材料（塑料)物性下降．典型表现是:塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等．塑料的老化、劣化就是一种降解现象．但一般塑料要降解为对环境无害经（少害化）的碎片或变成二氧化碳和水，回归自然循环，需经历几十年、上百年的时间，所以现在采用快速降解技术,选择易降解的高聚碳氢化合物和有机物制造塑料，防止污染.【精细剖析】1．塑料的降解实际是其发生水解反应，其水解产物为形成高分子化合物的单体，降解过程为发生缩聚反应的逆反应.【典例剖析】可降解塑料是指自然界的条件下,能够自行分解的塑料．研制、生产可降解塑料的主要目的是( ）A．节省制造塑料的原料 B．便于加工塑料产品C．扩大塑料的使用范围 D．解决“白色污染"问题【答案】D【变式训练】下列对一些塑料制品的叙述中，不正确的是（)A．塑料凉鞋可以热修补,是因为制作材料是线型高分子材料，具有热塑性B．塑料制品废弃后采用的深埋作业，是因为塑料制品易分解C．聚乙烯塑料是线型高分子材料，具有热塑性，可反复加工多次使用D．酚醛塑料制品如电木插座不能进行热修补，是因为酚醛塑料是体型高分子，不具有热塑【答案】B【实战演练】1．加热聚丙烯废塑料可以得到碳、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯．用图所示装置探究废旧塑料的再利用．下列叙述不正确的是（)A．聚丙烯的链节是—CH2-CH2-CH2-B．装置乙的试管中可收集到芳香烃C．装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃D．最后收集的气体可做燃料【答案】A【解析】A．聚丙烯的链节是—CH2-CH(CH3）-，故A错误；B．加热聚丙烯可以得到芳香烃苯和甲苯，苯和甲苯的沸点较高,故B正确；C．烯烃可以与溴单质发生加成反应生成卤代烃,故C正确;D．最后收集的气体为氢气和甲烷，可作燃料，故D正确；故答案为A。
高分子名词解释高分子：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。
高分子化合物：或称聚合物，是由许多单个高分子组成的物质。
单体：可进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。
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。
重复结构单元：重复组成高分子分子结构的最小的结构单元单体单元：聚合物分子结构中由单个单体分子生成的最大的结构单元聚合度：单个聚合物分子（或链段）所含单体单元的数目。
均聚物：由一种单体聚合而成的高分子共聚物：由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子全同立构高分子：主链上的C*的立体构型全部为D型或L 型。
间同立构高分子：主链上的C*的立体构型各不相同, 即D型与L型相间连接。
立构规整性高分子: C*的立体构型有规则连接，简称等规高分子。
无规立构高分子：主链上的C*的立体构型紊乱无规则连接。
聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应连锁聚合反应：是指在聚合反应过程中，聚合物链是仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成，并且在新的聚合物链上再生反应活性点。
逐步聚合：是指在反应过程中，聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。
聚合物的多分散性：聚合物是由一系列分子量不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性。
平均分子量：聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个平均值，叫平均分子量或平均聚合度。
加聚反应：单体加成而聚合起来的反应缩聚反应：是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程官能度：是指一个单体分子中能够参加反应的官能团的数目平衡缩聚反应：指平衡常数小于 103 的缩聚反应不平衡缩聚反应：平衡常数大于 103均缩聚：只有一种单体进行的缩聚反应混缩聚：两种分别带有相同官能团的单体进行的缩聚反应共缩聚：在均缩聚中加入第二种单体进行的缩聚反应，在混缩聚中加入第三或第四种单体进行的缩聚反应凝胶化现象：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反应程度：是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数，用P表示转化率：是指已经参加反应的单体的数目占起始单体量的分数官能团等活性理论:不同链长的端基官能团，具有相同的反应能力和参加反应的机会，即官能团的活性与分子的大小无关线形缩聚物聚合度的控制：端基封锁（方法：在两官能团等当量的基础上使某官能团稍过量或加入少量单官能团物质）熔融缩聚：是单体和聚合产物均处于熔融状态下的聚合反应溶液缩聚:是单体在溶剂中进行的一种聚合反应界面缩聚:是将两种单体溶于两种互不相溶的溶剂中，混合后在两相界面处进行的缩聚反应体型缩聚:是指某一2官能度单体与另一官能度大于2的单体先进行支化而后形成交联结构的缩聚过程引发剂:能产生聚合反应活性中心的化合物上限温度:聚合和解聚处于可逆平衡状态且单体浓度[M]e＝1 mol/L时的平衡温度笼蔽效应: 引发剂分解产生的自由基，在开始的瞬间被溶剂分子所包围，不能与单体分子接触，无法发生链引发反应。
聚合物材料老化机理及老化速率研究聚合物材料在日常生活和工业应用中广泛存在，例如塑料制品、橡胶制品等。
然而，随着时间的推移，这些材料会逐渐老化，降低其性能，甚至造成材料的破裂和失效。
了解聚合物材料老化的机理和老化速率对于延长其使用寿命和改进材料的性能至关重要。
聚合物材料的老化机理是多种因素综合作用的结果。
首先，光、热和氧气是引起聚合物材料老化的主要因素之一。
紫外线照射会引起聚合物链的解聚和断裂，从而导致材料表面发黄和脆化；热量则会加速聚合物链的运动和材料内部的分子交互作用，从而导致材料的膨胀和变形；氧气的存在会引发氧化反应，导致聚合物材料的断裂和氧化降解。
此外，湿度也是聚合物材料老化的重要因素之一。
湿度会促进水分的吸收和渗透，导致聚合物链的断裂和材料的脆化。
在了解聚合物材料老化机理的基础上，研究聚合物材料的老化速率成为一项重要的研究课题。
老化速率是指聚合物材料老化的速度和程度。
通过研究老化速率，可以预测材料的使用寿命，从而合理规划材料的更换周期。
同时，掌握老化速率还可以指导材料的设计和改进，以提高材料的稳定性和耐久性。
为了研究聚合物材料的老化速率，科学家们采用了多种方法和技术。
一种常用的方法是通过暴露材料在特定环境条件下的时间来评估其老化程度。
例如，将聚合物材料置于高温、高湿度或高紫外线照射的环境中，然后定期检测材料的物理和化学性质的变化，如材料的强度、硬度、表面形貌等。
这种方法可以直观地观察材料老化的现象，并定量地评估老化程度。
另一种常用的方法是利用加速老化实验来研究聚合物材料的老化速率。
加速老化实验是通过提高环境的老化因素或采用特定的老化方法来模拟聚合物材料在长时间使用过程中的老化情况。
例如，可以将聚合物材料置于高温高湿或者高温高氧气的环境中进行老化实验，以加快老化速率。
通过分析样品在不同时间段中的物理化学性质变化，可以得到材料老化速率的数据，进而评估材料的使用寿命。
在研究聚合物材料老化速率的过程中，科学家们还发现了一些影响材料老化的因素。
