《高分子的合成》PPT课件.ppt

聚合物的合成和化学性质聚合物的物理、含量、聚合方法聚合物的分子设计聚合物的化学反应聚合物的分子设计降解和回收聚合物的降解和回收、聚合根据单体和聚合物的组成和结构的变化进行分类。在聚合物化学发展的早期，根据单体和聚合物组成和结构的变化，聚合分为加成聚合和缩聚。加成聚合单体发生加成反应的聚合过程称为加成聚合。大多数烯烃单体和炔烃单体的聚合过程是加成聚合反应。缩合聚合通常是官能团之间的反应。除了形成聚合主要产物的缩聚物之外，还根据官能团的类型产生低分子副产物如水、醇、氨和氯化氢。聚合、链式聚合(增长)根据聚合机理或动力学进行分类。polymetionisapolymetyptiontechnology where unsaturatedmonomermoleculesadtoagrongpolymetychineonettime .它可以通过化学方程式：纳米(M)n分步聚合(增长聚合)步骤(增长聚合指的是双功能或多功能单体聚合机理，其中包括rmfirstdimers，thentrimers，LONGEROLIGOMERSON和ANDEVENTUALLY LONGCHAIPOLYMERS)来实现。链式聚合是一种合成碳链聚合物的聚合反应；它由多个机理不同的基本反应组成，反应速率和活化能相差很大。单体只能与活性中心反应生成新的活性中心，不能相互反应。反应体系总是由单体、聚合产物、微引发剂和含有活性中心的生长链组成。聚合产物的相对分子量通常不随单体转化率而变化。反应中心可以是自由基、阳离子和阴离子。它攻击单体的双键，使单体的键打开并与之加成形成单体活性物种，然后进一步与单体加成促进链增长。具有均相裂解的单体： R R2R(自由基)杂残基： ABA(阴离子)B(阳离子)链聚合单体可大致分为三种类型：含碳碳双键的单烯和共轭二烯。羰基化合物和杂环化合物。单体聚合的热力学方面：单体和聚合物之间的自由焓差G应小于零。就动力学而言，应该具有合适的引发剂、温度和其他动力学条件。自由基聚合、阳离子聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合、33，360可得、33，360工业化D、链式聚合、过氧化苯甲酰(BPO)均被裂解生成活性自由基；链引发，活性自由基攻击苯乙烯单体并与其反应生成单体活性物质；两个自由基链的孤电子相互作用形成共价键的终止反应。(2)歧化):终止：一个链基的终止，在另一个链基的相邻碳原子上带有氢或其它原子。在自由基聚合过程中，扩链自由基从其他分子中带走一个原子，并终止形成稳定的大分子，使失去原子的分子成为新的自由基，进而引发单体继续新的链增长，继续聚合反应，称为链转移反应。转移对象：溶剂、链转移剂、单体、引发剂、高分子等。、链聚合、配位聚合、配位聚合或加成聚合，在这些聚合中，单体聚合或大分子聚合都是有机化学中心。配位，开环配位配位配位机理，配位聚合不同于自由基聚合和离子聚合。当后两条链增长时，两个单体分子都与活性链的末端发生加成反应，而在配位聚合中，单体分子被插入催化剂的活性中心和增长链之间，因此也称为“插入聚合”。聚合，聚合是通过单体官能团之间的反应逐步进行的；每一步的反应机理都是一样的，所以反应速率和活化能都差不多。反应体系总是由单体和一系列分子量不断增加的中间产物组成，单体和任何中间产物都可以相互反应。聚合产物的分子量逐渐增加。绝大多数缩聚反应是最典型的分步聚合反应，但也有一些分步聚合反应与加成聚合反应具有相似的结构变化。聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、酚醛树脂、脲醛树脂、醇酸树脂和聚氨酯都是重要的分步聚合产品。分步聚合、酯化、酯交换、非缩合型、加成聚合是指单体本身在引发剂、热和光的作用下聚合，在聚合过程中不添加其他介质。溶液聚合溶液聚合是一种聚合方法，其中单体和引发剂溶解在适当的溶剂中。悬浮聚合是指单体以悬浮在水中的小滴的形式聚合，引发剂溶解在其中，小滴相当于本体聚合的一个单元。乳液聚合乳液聚合是指在乳化剂和机械搅拌的作用下，单体在水中分散成乳液状态的聚合反应。反应体系包括单体、分散介质、乳化剂和引发剂。聚合方法，本体聚合，产品纯度；不存在介质分离问题；聚合设备简单。该体系粘度大，聚合热不易扩散，温度难以控制。溶液聚合，易于散热和温度控制，避免局部过热；该体系粘度低，反应物可以充分分散，从而消除凝胶效应。聚合速度慢，产物分子量不高。涉及溶剂回收问题。悬浮聚合，系统粘度低，易于散热和温度控制；产品的分子量和分子量分布相对稳定。后处理过程比这简单。产品中有少量分散剂残留。它不适用于需要无水条件的反应，如离子聚合。乳液聚合，易于传热和温度控制；能在低温下反应；链增长速度快，分子量高。聚合物胶乳可以直接获得。产品纯化和分离过程更复杂。乳化剂通常保留在产品中。聚合方法界面聚合固相聚合超临界固相聚合辐射聚合等离子体聚合微波辅助聚合超声波聚合支化交联支化不同支化结构聚乙烯的基本性能参数交联交联反应是指线型聚合物链之间的化学反应，由线型聚合物转变为体型网络聚合物。交联的目的是消除永久变形，交联的本体聚合物不能熔化或溶解。常见的橡胶和热固性树脂产品是交联聚合物。表征交联的几个参数：交联点之间的分子量、凝胶分数、溶胀比、共聚反应、聚合物链中具有两个或多个结构单元的聚合物，称为共聚反应，是改变聚合物性质的有效方法。根据共聚物中结构单元的排列，可分为以下几类：无规共聚物(无规):两个结构单元A和B随机排列，随机分布。交替共聚物：两个结构单元A和B严格交替排列。嵌段共聚物：由单元a和单元b的交替聚合物链段组成，共聚、聚谷氨酸和PLLA为结晶，聚谷氨酸-聚乳酸共聚物为无定形。对于乳酸-乙醇酸共聚物，随着聚合物中乙醇酸含量的增加，聚合物的亲水性、结晶性和立体效应会发生变化，从而改变降解速率。主链由单元a组成，支链由另一单元b组成。聚合物合成的未来发展将集中在合成、原料、产品、高能效、低能耗和环保方面。生物质转化，反应条件温和，不产生危险或有害物质。环保、可降解、可回收。生物微球循环绿色聚合物合成活性聚合在适当的合成条件下，没有链终止和链转移反应，保持链增长活性中心浓度恒定的时间比完成合成反应的时间长几倍。活性聚合的特点是分子量可控，锰的增长与单体转化率呈线性关系。在100%单体转化率后，加入新的单体，聚合反应继续，锰进一步增加，并且仍然与单体转化率成比例。所有的聚合物分子都是由引发剂引发的，并且其数量在整个聚合过程中保持不变；分子量分布非常窄，接近单分散，Mw/Mn1.0。常见的活性聚合包括：基团转移聚合(GTP)、原子转移自由基聚合(原子转移自由基聚合，ARTP)、可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)、活性开环聚合等。酶催化聚合以分离的酶为催化剂，通过体外非生物过程聚合，具有高区域选择性和立体选择性的优点(与传统的化学催化聚合相比)，催化活性高，有效抑制副反应的发生，可以在温和的条件下与非金属催化剂微生物聚合反应。可由微生物合成的聚合遗传物质：脱氧核糖核酸，核糖核酸多肽：蛋白质，酶多糖：淀粉，纤维素微生物多糖酯；合成条件温和，常温常压，水性介质；产品的高特异性和高纯度；