高聚物合成工艺

化工中级工《高分子化学知识》2第一节高分子化合物的命名1、通俗命名法以单体名称为基础，在前面加“聚”字。32、以原料名称命名取单体简名，在后面加“树脂”。如：苯乙烯聚苯乙烯树脂氯乙烯聚氯乙烯树脂苯酚甲醛酚醛树脂尿素甲醛脲醛树脂甘油邻苯二甲酸酐醇酸树脂树脂：未经加工的高分子化合物。塑料：添加了添加剂的树脂43、习惯命名和商品命名（1）合成纤维：以“纶”作为合成纤维的后缀字涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）丙纶聚丙烯锦纶聚酰胺（尼龙），后面加数字区别腈纶聚丙烯腈—CH2-CH—XCN5（2）合成橡胶：以“橡胶”为后缀字顺丁橡胶聚顺式1，3-丁二烯氯丁橡胶聚2-氯-1，3-丁二烯丁苯橡胶聚丁二烯-苯乙烯CH2-CH=CH-CH2Y顺丁橡胶CH2-CH=CH-CH2YCH2-CHZ丁苯橡胶64、以高分子链的结构特征命名：聚酰胺聚酯聚氨酯聚醚O-C-O--NH-C-O-OO£-C-NH--O-7英文缩写：聚氯乙烯PVC发泡聚苯乙烯EPS聚苯乙烯–丙烯腈腈AS聚苯乙烯-丁二烯BS聚苯乙烯-丁二烯–丙烯腈ABSCH2-CH=CH-CH2Y—CH2-CHXCNCH2-CHZ8第二节高分子化合物的特性一、良好的机械强度高分子的强度与分子量密切相关，分子量越大，强度越高。二、化学性能稳定由于高分子化合物中含有活泼基团少，不容易与化学试剂反应，化学性能比较稳定。9三、高弹性和可塑性1、柔顺性由于高分子分子链长，且可以自由旋转，这使每个链节的相对位置可以不断变化，这种性能称为高分子链的柔顺性。2、弹性具有柔顺性的高聚物在拉伸时分子链被拉直，当外力消除后又卷曲收缩，即具有弹性。柔顺性与分子结构和分子量密切相关；柔顺性越大，弹性越好。103、可塑性（1）塑化：线型高聚物加热到一定温度逐渐软化，达到黏性流动状态，此时受外力作用，分子间发生较大的形变，即塑化（2）可塑性：高分子塑化后冷却凝固，形变不回复的特性称为塑性。可塑性是高分子热加工的基础。11四、良好的电绝缘性质高分子化合物中原子以共价键结合，不易导电，是良好的电绝缘材料。五、不耐高温、易燃烧、易老化共价键、含碳化合物12第三节高分子化合物的合成合成反应分类连锁聚合自由基型聚合离子型聚合逐步聚合逐步加聚逐步缩聚13一、加聚反应加聚反应：由一种或多种单体通过加成反应而聚合形成的分子的反应，反应中无低分子析出。大部分加聚反应属于连锁聚合反应，也称链式（连锁）反应，反应需要活性中心。反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下去，瞬间形成高分子。平均每个大分子的生成时间很短（零点几秒到几秒）。141、连锁聚合反应的特征（1）聚合过程由链引发、链增长和链终止等基元反应组成，各步反应速率和活化能差别很大。（2）反应体系中始终存在单体、聚合物、活性中心和微量引发剂。15根据活性中心不同，连锁聚合反应又分为：自由基聚合：阳离子聚合：活性中心为阳离子阴离子聚合：活性中心为阴离子配位离子聚合：活性中心为配位离子离子聚合：活性中心为自由基种子聚合：基因转移聚合162、加聚反应分类（1）均聚反应由同种单体发生的加聚反应。如：nCH2=CH2催化剂[CH2-CH2]nCH2-CHnnCH2=CH催化剂17（2）共聚反应由二种或二种以上单体共同发生的加聚反应。如：xCH2=CHCN+yCH2=CH催化剂CH2-CHY—CH2-CHXCN18共聚反应目的：改善高聚物性能。CH2-CH=CH-CH2Y—CH2-CHXCNCH2-CHZxCH2=CHCN+zCH2=CH+yCH2-CH=CH-CH2催化剂ABS树脂193、加聚反应特点（1）反应中无小分子化合物析出；（2）单体主要是烯类、二烯类化合物；（3）加聚物的相对分子质量是单体的整数倍；（4）瞬间生成高分子；（5）强放热反应。20二、缩聚反应缩聚反应：由一种或多种单体通过缩合反应而形成高聚物，同时伴有低分子生成。如：211、缩聚反应特征（1）单体必须具有官能团；（2）反应中有低分子产物产生；（3）缩聚物大部分是杂链聚合物。（4）缩聚物相对分子质量不是单体的整数倍。222、逐步聚合反应特征（1）反应初期,大多数单体转变成低聚体，随后低聚体与低聚体作用，逐步形成聚合物；（2）聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成；（3）反应可逆，可分离出中间产物。23第四节高分子化合物结构高分子化合物通常是由简单的结构单元重复连接而形成大分子一、分子量的多分散性1、聚合度n是一个平均值高分子化合物实际上是结构相同而聚合度不同的化合物的混合物。例：不同牌号的丁苯橡胶，聚合度各不相同，即分子量也各不相同。242、分子量与聚合度分子量Mn=nM0其中：M0是链节的相对分子质量（1）加聚物：M0是单体的相对分子质量（2）缩聚物：M0不是单体的相对分子质量3、分子量分布分子量分布是影响聚合物性能、加工和应用的重要因素25二、高分子的凝聚态1、凝聚力：分子间作用力高分子的凝聚力比化学键力大——高分子具有机械强度2、高分子的凝聚态：固态、液态（粘流态）三、高分子链运动特点1、运动单元的多重性2、运动对时间的依赖性3、运动对温度的依赖性26四、链节连接方式1、线型结构、体型结构2、线型高分子的凝聚态（1）结晶态高分子分子链排列紧密，熔点高，强度大，耐溶剂性能好（2）非晶态高分子分子链排列疏松，可溶性好，透明，易软化27第五节高聚物的热性能一、线型非晶态高分子的物理状态粘流态玻璃态高弹态281、玻璃态在常温下处于玻璃态的高聚物材料，一般用作塑料2、高弹态在常温下处于高弹态的高聚物材料，一般用作橡胶（高弹性材料）3、粘流态在常温下处于粘流态的高聚物材料，一般用作黏合剂、涂料处于粘流态的高聚物，具有可塑性29二、热性能1、玻璃化转变温度Tg非晶态高聚物链段开始运动的温度。Tg是非晶态塑料的最高使用温度Tg是非晶态橡胶的最低使用温度302、熔点Tm晶态高聚物在平衡条件下晶体完全消失的温度。Tm是晶态塑料或纤维的最高使用温度Tm是晶态塑料或纤维加工的最低温度Tm是一个区域，与结晶过程有关313、粘流温度非晶态高聚物熔化发生粘性流动的温度。Tf是非晶态高聚物加工的最低温度Tf越高，加工性越差4、软化温度在外力作用下发生规定形变的温度5、热分解温度Td加工最高温度6、脆化温度Tb在外力作用下发生脆断的温度32化工中级工《高分子化学》考题鉴定点：1、高分子化合物的结构2、高分子化合物的性能3、高聚物的命名4、高分子化学的基本概念5、高分子化合物的合成方法丁苯橡胶装置一、判断题1、高分子聚合物的链的链段越短，柔顺性越好。(√)2、高分子材料的性能不仅与材料本身有关，还与加工过程、加工的工艺条件和产品特性有关。(√)3、由单体异戊二烯聚合生成的高分子聚合物可以命名为异戊二烯橡胶。(√)4、一般来说，小分子可以进行的化学反应，相应的高分子也一定能进行。(√)33345、联锁聚合反应延长反应时间，只能提高单体转化率，但不能增加聚合物的相对分子质量。(√)6、热固性塑料成型后再加热还可以任意改变形状，而它的基本性能不变。(×)正确答案：热固性塑料成型后再加热不容易改变形状。35二、单选题1、高分子的骨架结构由线性和(B)共同构成。A．链段B．侧链基C．端基D．非线性2、高分子化合物的分子主链形状具有(C)。A．单一性B．依赖性C．多样性D．网状型3、高分子化合物的命名方法有根据原料命名法、习惯命名法和(A)。A．高分子化学结构命名法B．用途命名法C．特性命名法D．反应机理命名法364、造成高分子化合物的反应活性不同于小分子化合物的主要原因是高分子的(B)。A．结构B．巨大相对分子质量C．化学性质D．稳定性5、联锁加聚反应的主要特征是瞬间生成高分子和(A)。A．都是放热反应B．都是吸热反应C．都是氧化反应D．配位聚合反应6、加热后变软，冷却后又变硬，再加热还能变软，可反复成型的塑料叫做(B)。A．热固性塑料B．热塑性塑料C．工程塑料D．普通塑料37三、多选题1、高分子化合物的碳杂链结构有(C，D)。A．梯形B．全碳单键C．单键D．双键2、(A，C，D)是高聚物所特有的力学行为。A．玻璃态B．耐腐蚀C．高弹态D．粘流态3、根据主链结构，可将聚合物分成(B，C，D)三类。A．橡胶B．碳链C．杂链D．元素有机4、下列属于联锁聚合反应的是(A，B，D)。A．自由基聚合B．离子型聚合C．加成缩合D．基因转移聚合顺丁橡胶装置一、判断题（46~49）1．高聚物聚集态结构是在加工成型中形成的，它影响材料和制品的主要性能。(√)2．高分子材料的性能不仅与材料本身有关，还与由加工过程、加工的工艺条件和产品特性有关。(√)3．一般来说，小分子可以进行的化学反应，相应的高分子不一定能进行。(×)正确答案：一般来说，小分子可以进行的化学反应，相应的高分子也一定能进行。4．加聚反应和缩聚反应都属于连锁聚合反应。(×)正确答案：加聚反应属于连锁聚合反应，缩聚反应属于逐步聚合反应。38二、单选题（53~56）1．高分子的一次结构，主要是大分子的(A)。A．结构单元结构B．复合材料结构C．集聚态结构D．有规结构2．高分子化合物的分子主链形状具有(C)。A．单一性B．依赖性C．多样性D．网状型3．造成高分子化合物的反应活性不同于小分子化合物的主要原因是高分子的(B)。A．结构B．巨大相对分子质量C．化学性质D．稳定性4．1,3丁二烯聚合生成聚丁二烯的化学反应属于(D)。A．聚加成反应B．自由基聚合反应C．逐步聚合反应D．连锁加聚反应39三、多选题（44~47）1．高分子化合物的碳杂链结构有(C，D)。A．梯形B．全碳单键C．单键D．双键2．测量聚合物玻璃化温度的方法有(A，B，C)。A．利用体积变化B．利用热力学性质变化C．利用力学性质D．利用状态变化3．使高分子化学反应的聚合度增大的反应是(A，B，C，D)。A．交联反应B．接枝反应C．嵌段反应D．扩链反应4．下列属下连锁聚合反应的是(A，B，D)．A．自由基聚合B．离子型聚合与配位定向聚合C．加成缩合D．基因转移聚合4041