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文档简介
1、精细高分子化学品化学第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 概述概述1.1.3 1.1.3 精细高分子化学品的研发特点精细高分子化学品的研发特点 影响因素复杂;影响因素复杂;与低分子化学品相比,其大分子量及多分散与低分子化学品相比,其大分子量及多分散性使生产过程(反应、控制、后处理、传质、传热、输送等)性使生产过程(反应、控制、后处理、传质、传热、输送等)更为复杂。更为复杂。 配方设计、反应工艺、后处理工艺的选取一体化;配方设计、反应工艺、后处理工艺的选取一体化; 装置有较广泛的适用性和操作弹性装置有较广泛的适用性和操作弹性;“一线多用,一机多能一线多用,一机多能” 大分子的反应及加工技术的应用
2、比例大;可参照性强。大分子的反应及加工技术的应用比例大;可参照性强。 生产工艺流程短,装置无管路化;生产工艺流程短,装置无管路化; 研发者需掌握多学科知识。研发者需掌握多学科知识。第一章 绪论1.3 精细高分子化学品化工的生产特点 反应、控制、后处理、传质、传热、物料输送等更加复杂。反应、控制、后处理、传质、传热、物料输送等更加复杂。 三种制备路线三种制备路线 a. a. 通过单体聚合;通过单体聚合; b. b. 高分子材料化学改性;高分子材料化学改性; c. c. 通过加工成型实现材料的功能化。通过加工成型实现材料的功能化。第一章 绪论第二章 精细高分子化学品化学基础主要内容:主要内容:2.
3、1 基本概念基本概念2.2 聚合物的分类和命名聚合物的分类和命名2.3 聚合反应聚合反应2.4 分子量及其分布分子量及其分布2.5 聚集态结构和玻璃化温度聚集态结构和玻璃化温度第二章 精细高分子化学品化学基础第二章 精细高分子化学品化学基础2.12.1精细高分子化学的精细高分子化学的基本概念基本概念高分子化学:高分子化学:研究高分子化合物研究高分子化合物( (简称高分子简称高分子) )合成和反应及聚合物的合成和反应及聚合物的 结构和性能的一门学科。高分子又称结构和性能的一门学科。高分子又称聚合物聚合物,其分子量,其分子量 高达高达10104 410106 6。重重 复复 单元单元:一个大分子往
4、往由许多简单的结构单元通过一个大分子往往由许多简单的结构单元通过 共价键重复链接而成,也称共价键重复链接而成,也称链节链节。部分聚合物的的链节。部分聚合物的的链节 就是其就是其单体单元单体单元。 例如聚氯乙烯例如聚氯乙烯注:聚乙烯的分子式第二章 精细高分子化学品化学基础2.1 基本概念单单 体体:合成聚合物的原料称做单体,通过聚合反应,合成聚合物的原料称做单体,通过聚合反应, 单体才转变并成大分子的结构单元。单体才转变并成大分子的结构单元。聚聚 合合 度度(DP)(DP):括号代表重复连接的意思,:括号代表重复连接的意思,n n代表重复单元代表重复单元 数,定义为聚合度数,定义为聚合度(DP)
5、(DP)。聚合物分子量聚合物分子量: M=DPM=DPMM0 0 M - M -聚合物分子量聚合物分子量 MM0 0-重复单元分子量重复单元分子量均均 聚聚 物物: 由一种单体聚合而成的聚合物。由一种单体聚合而成的聚合物。共共 聚聚 物物: 由两种以上单体共聚而成的聚合物。由两种以上单体共聚而成的聚合物。第二章 精细高分子化学品化学基础2.1 基本概念缩合类聚合物的结构特征缩合类聚合物的结构特征 如:尼龙如:尼龙-66-66重复单元由两种结构单元组成,这种结构单元就不能称作单体单元。第二章 精细高分子化学品化学基础2.2 聚合物的分类和命名第二章 精细高分子化学品化学基础2.2.2. 2.2.
6、2. 聚合物的命名聚合物的命名一、习惯命名法一、习惯命名法 均聚物:常以单体名为基础,在单体名前冠以均聚物:常以单体名为基础,在单体名前冠以“聚聚”字。字。 如:聚乙烯(如:聚乙烯(PEPE)、聚氯乙烯()、聚氯乙烯(PVCPVC)、聚苯乙烯()、聚苯乙烯(PSPS) 共聚物:共聚物: 常取两单体的简名,后缀常取两单体的简名,后缀“树脂树脂”两字来命名。两字来命名。 如:苯酚和甲醛如:苯酚和甲醛 酚醛树脂酚醛树脂 尿素和甲醛尿素和甲醛 脲醛树脂脲醛树脂 甘油和邻苯二甲酸酐甘油和邻苯二甲酸酐醇酸树脂醇酸树脂 共聚合成橡胶从共聚单体中各取一字,后缀共聚合成橡胶从共聚单体中各取一字,后缀“橡胶橡胶”
7、二二 字来命名。字来命名。 如:丁如:丁( (二烯二烯) )苯苯( (乙烯乙烯) )橡胶橡胶 丁丁( (二烯二烯)( )(丙烯丙烯) )腈橡胶腈橡胶 乙乙( (烯烯) )丙丙( (烯烯) )橡胶橡胶第二章 精细高分子化学品化学基础 以聚合物结构特征来命名,代表一类聚合物。以聚合物结构特征来命名,代表一类聚合物。 如:聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、聚砜等如:聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚醚、聚氨酯、聚砜等 具体品种另有专名(以聚酰胺为例)具体品种另有专名(以聚酰胺为例) 如:己二胺和己二酸的缩聚物可称为聚己二酰己二胺。如:己二胺和己二酸的缩聚物可称为聚己二酰己二胺。 这样的名称冗长,商业上往
8、往称做尼龙这样的名称冗长,商业上往往称做尼龙-66-66。 尼龙尼龙代表聚酰胺一大类代表聚酰胺一大类 第一个数字第一个数字代表二元胺的碳原子数代表二元胺的碳原子数 第二个数字第二个数字代表二元酸的碳原子数代表二元酸的碳原子数 例:尼龙例:尼龙-610-610 尼龙只附一个数字的则代表氨基酸或内酰胺的聚合物,尼龙只附一个数字的则代表氨基酸或内酰胺的聚合物, 数字也代表碳原子数。如尼龙数字也代表碳原子数。如尼龙-6-6是己内酰胺的聚合物。是己内酰胺的聚合物。 第二章 精细高分子化学品化学基础 合成纤维合成纤维 我国习惯以我国习惯以“纶纶”作为合成纤维的后缀字。作为合成纤维的后缀字。 如:如: 涤纶
9、涤纶聚对苯二甲酰乙二醇酯聚对苯二甲酰乙二醇酯 锦纶锦纶尼龙尼龙-6-6 维尼纶维尼纶聚乙烯醇缩醛聚乙烯醇缩醛 腈纶腈纶聚丙烯腈聚丙烯腈 氯纶氯纶聚氯乙烯聚氯乙烯 丙纶丙纶聚丙烯聚丙烯 第二章 精细高分子化学品化学基础 三、用英文缩写符号代表聚合物三、用英文缩写符号代表聚合物 许多聚合物有特定的符号。书刊中第一次出现聚合许多聚合物有特定的符号。书刊中第一次出现聚合物符号时应注出全名。物符号时应注出全名。 如:聚甲基丙烯酸甲酯如:聚甲基丙烯酸甲酯PMMA PMMA 丙烯腈丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯苯乙烯ABSABS第二章 精细高分子化学品化学基础 按聚合机理分类按聚合机理分类 按聚合机理
10、将聚合反应分为按聚合机理将聚合反应分为连锁聚合连锁聚合、逐步聚合逐步聚合两大类两大类 连锁聚合连锁聚合自由基聚合阳离子聚合阴离子聚合特点引发剂代表物引发快、慢增长、无终止得活性聚合物烷基锂、萘钠 活性很高,极易发生副反应很难获得高分子聚合物 质子酸、路易斯酸和高能辐射 丁基橡胶(氯丁橡胶)一旦引发,瞬间增长偶氮、过氧化合物氧化还原体系、光烯类单体聚合第二章 精细高分子化学品化学基础2.3 聚合反应聚合反应 按单体和聚合物组成结构变化分类按单体和聚合物组成结构变化分类 加聚反应加聚反应 缩聚反应缩聚反应2按照单烯按照单烯CH2=CHX中取代基中取代基X的电负性次序和聚合倾向的关系的电负性次序和聚
11、合倾向的关系a.连锁聚合需要活性中心,链引发是活性中心的形成,单体只能与活性中心反应而使链增长,活性中心的破坏就是链终止。连锁聚合的特征: b.整个聚合过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成,各基元反应的速率和活化能差别很大。 逐步聚合逐步聚合逐步聚合的特征:逐步聚合的特征: a.低分子转变成高分子在逐步进行,即每一步反应的速率和活化能大致相同。低分子转变成高分子在逐步进行,即每一步反应的速率和活化能大致相同。 b.逐步聚合的全过程中,体系由单体和分子量递增的一系列中间产物所组成,逐步聚合的全过程中,体系由单体和分子量递增的一系列中间产物所组成,中间产物任何两分子间都能反应。中间产物任何两
12、分子间都能反应。2.4 2.4 分子量及其分布分子量及其分布 聚合物聚合物 分子量分子量 碳原子数碳原子数 分子长度分子长度/nm /nm 甲烷甲烷 16 l 0.12516 l 0.125低分子物低分子物 1000 聚氯乙烯(聚氯乙烯(PVC) (氯原子密度小)(氯原子密度小) (氯原子密度大)(氯原子密度大) CH CH2CH3n 3.1 3.1 聚合物的结构聚合物的结构c.取代基的对称性:对称取代基比不对称性的柔性好取代基的对称性:对称取代基比不对称性的柔性好 因为二个对称侧基使主链间距增大,减小作用力,容易因为二个对称侧基使主链间距增大,减小作用力,容易旋转。旋转。C CH2nClCl
13、CH CH2ClnC CH2nCH3CH3柔性:柔性:CH CH2CH3n聚偏二氯乙烯聚偏二氯乙烯聚异丁烯聚异丁烯3.1 3.1 聚合物的结构聚合物的结构 非极性取代基非极性取代基 取代基体积越大,空间位阻越大,内旋转越困难,柔取代基体积越大,空间位阻越大,内旋转越困难,柔性越小。性越小。 CH CH2CH3nCH CH2n柔性:柔性: 如果分子内或分子间有如果分子内或分子间有氢键氢键生成,可生成,可大大增加大大增加分子的分子的刚性刚性。3)氢键)氢键 聚酰胺分子间可生成氢键,结果排列规整,甚至形成聚酰胺分子间可生成氢键,结果排列规整,甚至形成结晶,在晶区中,分子构象无法改变。结晶,在晶区中,
14、分子构象无法改变。3.1 3.1 聚合物的结构聚合物的结构4)分子链的规整性)分子链的规整性 分子结构分子结构愈规整愈规整,则,则结晶能力愈强结晶能力愈强,而高分子一旦结晶,而高分子一旦结晶,则则柔顺性大大下降柔顺性大大下降。 因为分子中原子和基团都被严格固定在晶格上,内旋转因为分子中原子和基团都被严格固定在晶格上,内旋转变得不可能。变得不可能。 如:如:聚乙烯聚乙烯,分子链本身是柔性的,但因规整性好,易,分子链本身是柔性的,但因规整性好,易结晶,聚乙烯塑料而不是橡胶。结晶,聚乙烯塑料而不是橡胶。聚集态结构聚集态结构3.1 3.1 聚合物的结构聚合物的结构 3.1.3 高分子的聚集态结构高分子
15、的聚集态结构 高分子的聚集态结构:高分子的聚集态结构:高聚物内部高分子链之间的几高聚物内部高分子链之间的几何排列。何排列。高分子的聚集态有:高分子的聚集态有:无定形态无定形态、结晶态结晶态、取向态取向态、液液晶态晶态和和织态织态。高分子所处的聚集态与高分子所处的聚集态与高分子链的结构高分子链的结构有关,还与形有关,还与形成聚集态时的成聚集态时的外界条件有关外界条件有关。不同的聚集态表现出不同的宏观性能:不同的聚集态表现出不同的宏观性能: 迅速冷却迅速冷却并并双轴拉伸双轴拉伸的涤纶薄膜是的涤纶薄膜是透明透明的韧性很好的韧性很好的的薄膜薄膜,而,而慢慢冷却慢慢冷却的涤纶片是的涤纶片是不透明不透明的
16、的脆性材料脆性材料。q聚合物的聚集态是决定聚合物本体性能的主要因素。聚合物的聚集态是决定聚合物本体性能的主要因素。3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系3.2.1 基本力学性能基本力学性能(一)力学状态(一)力学状态橡胶态转变为粘流态,转变温度称为橡胶态转变为粘流态,转变温度称为粘流温度粘流温度Tf三种力学状态:三种力学状态:玻璃态玻璃态橡胶(高弹)态橡胶(高弹)态粘流态粘流态两个转变:两个转变:玻璃化转变为高弹态,转变温度称为玻璃化转变为高弹态,转变温度称
17、为玻璃化温度玻璃化温度Tg:硬而脆,用作塑料。:硬而脆,用作塑料。:软而有弹性,用作橡胶。:软而有弹性,用作橡胶。:熔体,加工成型。:熔体,加工成型。3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系原因:原因: 力学性能是大分子链的运动宏观表现力学性能是大分子链的运动宏观表现玻璃态:玻璃态:TTg链段运动被冻结链段运动被冻结宏观上,形变很小,模量很大,表现出硬而脆的性能。宏观上,形变很小,模量很大,表现出硬而脆的性能。橡胶态:橡胶态:TgTTf整个大分子链可发生相对移动整个大分子链可发生相对移动 外力作用下,大分子链发生相对滑动,聚合物出现不外力作用
18、下,大分子链发生相对滑动,聚合物出现不可逆形变可逆形变流动流动,聚合物,聚合物加工成型状态加工成型状态。v常温下处于常温下处于玻璃态玻璃态的高聚物通常用作的高聚物通常用作塑料塑料v常温下处于常温下处于高弹态高弹态的高聚物通常用作的高聚物通常用作橡胶橡胶v粘流态粘流态是高聚物成型的最重要的是高聚物成型的最重要的状态状态上节内容3.1.1近程结构高分子链的构型和立体结构 2.旋光异构大分子链的几何形状共聚物3.1.2远程结构分子量及分布高分子链的构象3.1.3聚集态结构3.2通用性能与结构的关系3.2.1基本力学性能力学状态重点内容重点内容1.旋光异构的分类旋光异构的分类2.大分子有哪几种几何形状
19、大分子有哪几种几何形状3.共聚的目的;共聚物的分类共聚的目的;共聚物的分类4. 2.影响高分子链柔性的因素影响高分子链柔性的因素3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系(二)影响聚合物机械强度的结构因素(二)影响聚合物机械强度的结构因素 聚合物的强度依赖于结构,聚合物的强度依赖于结构,分子量分子量大、分子量分布窄、大、分子量分布窄、柔性柔性小、小、极性极性强、强、取向度取向度高、高、结晶结晶度高、度高、交联交联度高的聚合度高的聚合物,强度大。物,强度大。单轴取向:单轴取向: 纤维纤维双轴取向:双轴取向: 薄膜材料薄膜材料3.2 3.2 精细高
20、分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 取向:取向:在外力作用下,大分子链或链段沿外力方向择优在外力作用下,大分子链或链段沿外力方向择优排列。排列。 取向的结果使取向的结果使大分子链或链段沿外力方向择优排列,其大分子链或链段沿外力方向择优排列,其力学性能发生变化:力学性能发生变化: 沿沿取向方向取向方向力学力学强度增加强度增加(可达几倍甚至几十倍),(可达几倍甚至几十倍),垂直垂直取向方向力学取向方向力学强度降低强度降低。实例:实例:3.2.2聚合物的耐寒性和耐热性聚合物的耐寒性和耐热性3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用
21、性能与结构的关系聚合物在低温使用时,要求具有耐寒性:聚合物在低温使用时,要求具有耐寒性:塑料:塑料:在低温时具有一定强度和韧性。在低温时具有一定强度和韧性。橡胶:橡胶:在在Tg以上使用,以上使用,Tg应尽可能低。应尽可能低。v塑料:塑料:耐寒性与耐寒性与次级转变次级转变有关有关q次级转变次级转变 TTg时,链段运动被冻结,但比链段小的运动单元时,链段运动被冻结,但比链段小的运动单元如如侧基、支链、主链或支链上的官能团、个别链节和链侧基、支链、主链或支链上的官能团、个别链节和链段的某一部分段的某一部分仍可运动,出现仍可运动,出现次级转变次级转变。1. 耐寒性耐寒性 要保证聚合物在低温使用,则在低
22、温下应能发生次级转要保证聚合物在低温使用,则在低温下应能发生次级转变,次级转变温度越低,耐寒性越好。变,次级转变温度越低,耐寒性越好。3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系v橡胶:橡胶:尽量降低尽量降低Tg,同时避免低温出现结晶,同时避免低温出现结晶q方法:共聚方法:共聚丁苯橡胶丁苯橡胶 Tg= -45 -60PS Tg=105PE Tg=-68,结晶,无法作橡胶使用。,结晶,无法作橡胶使用。乙丙橡胶:乙烯乙丙橡胶:乙烯-丙烯共聚丙烯共聚 不结晶不结晶 Tg=-113 橡胶。橡胶。如:如:3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关
23、系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系2. 耐热性耐热性耐热性耐热性材料(热塑性)的最高使用温度材料(热塑性)的最高使用温度(塑料使用温度(塑料使用温度Tg,Tg 橡胶使用温度橡胶使用温度Tf)材料的热稳定性材料的热稳定性1)玻璃化温度的影响因素)玻璃化温度的影响因素提高提高Tg可提高材料的使用温度。可提高材料的使用温度。主链结构主链结构q主链为主链为C-C单键的碳链高分子单键的碳链高分子Tg小小。qC-O、C-N、Si-O杂链高分子杂链高分子Tg小小。q主链上有主链上有孤立双键,孤立双键, Tg减小减小。q主链上有主链上有共轭双键共轭双键、苯环、芳环,苯环、芳环,Tg增加增加。3.2 3.
24、2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系 取代基取代基取代基取代基极性极性越大,越大,数量数量越多,空间越多,空间位阻位阻越大,越大,Tg越高越高。CH2CH2nTg= -68 -20 105 104 CH CH2nCH3CH CH2nCH CH2nCN 分子量及其分布分子量及其分布v一般,一般,Tg随分子量增加而增加。随分子量增加而增加。v分子量分布窄,分子量分布窄,Tg较高。较高。v分子量大、分布窄,分子量大、分布窄,Tg较高,使用温度高。较高,使用温度高。3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系
25、氢键氢键交联交联使链段的运动受到限制,使链段的运动受到限制,Tg增加增加,使用温度提高。,使用温度提高。 交联交联高度交联成高度交联成“不溶不熔不溶不熔”的热固性树脂,使用温度提高。的热固性树脂,使用温度提高。 结晶结晶结晶结晶使链段的运动受到限制,使链段的运动受到限制,Tg增加增加,使用温度提高。,使用温度提高。COO(CH2)2OCOn无定形无定形 Tg=69结晶度结晶度50% Tg=81分子内或分子间形成分子内或分子间形成氢键氢键,Tg增加增加。CH CH2nCOOHTg=1063.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系2)工业上抑制或消
26、除静电的方法)工业上抑制或消除静电的方法a. 提高材料加工和使用环境的提高材料加工和使用环境的湿度湿度;c. 对聚合物进行对聚合物进行结构改性结构改性(接枝、共聚),引入(接枝、共聚),引入极性基极性基团团或或离子化基团离子化基团,提高材料导电性;,提高材料导电性;d. 在高分子材料中添加在高分子材料中添加导电性填料导电性填料,如炭黑、金属氧化,如炭黑、金属氧化物粉末、金属粉末等;物粉末、金属粉末等;b. 添加添加抗静电剂抗静电剂,提高高分子材料的极性或吸湿性。,提高高分子材料的极性或吸湿性。e. 用用导电性高分子材料导电性高分子材料或导电性涂料对材料进行或导电性涂料对材料进行表面预表面预处理
27、处理;如:如:PS中引入中引入磺酸基磺酸基提高抗静电性。提高抗静电性。3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系2. 绝缘性绝缘性 绝大多数聚合物是绝大多数聚合物是绝缘体绝缘体,具有卓越的,具有卓越的电绝缘性能电绝缘性能,为,为电器工业中不可缺少的绝缘材料。电器工业中不可缺少的绝缘材料。1)绝缘性和导电性)绝缘性和导电性v饱和非极性聚合物电绝缘性最好。饱和非极性聚合物电绝缘性最好。PE、PP、PS电阻率电阻率1016m 1018mv极性聚合物电绝缘性次之。极性聚合物电绝缘性次之。PVC、PAN、PA电阻率电阻率1012m 1015mv共轭聚合物
28、是半导体。共轭聚合物是半导体。CHnCH电阻率电阻率104m 108m导电高分子已在许多邻域得到应用,如固态聚合物电池。导电高分子已在许多邻域得到应用,如固态聚合物电池。3.3 3.3 精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系v聚合物的透气性的影响因素聚合物的透气性的影响因素q极性:极性: 极性增加,透气性减小。极性增加,透气性减小。q柔性:柔性: 柔性增加,透气性增加。柔性增加,透气性增加。q结晶度:结晶度: 结晶度增加,透气性减小。结晶度增加,透气性减小。q分子对称性:分子对称性: 对称性增加,透气性减小。对称性增加,透气性减小。实例:实
29、例:C CH2nCH3CH3对称性好,气密性好,用于内胎或无内胎轮对称性好,气密性好,用于内胎或无内胎轮胎等。胎等。C CH2nClCl对称性优于对称性优于PVC,气密性好,用于熟食包装。,气密性好,用于熟食包装。3.3 3.3 精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系3.2.5 耐油性耐油性极性聚合物耐油性优于非极性聚合物。极性聚合物耐油性优于非极性聚合物。v极性:极性:v结晶:结晶:q“相似相容相似相容”结晶使聚合物耐油性增加。结晶使聚合物耐油性增加。q 分子排列紧密,链段被固定在晶格内。分子排列紧密,链段被固定在晶格内。 氯丁橡胶、丁腈
30、橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶的耐油氯丁橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶的耐油性优于性优于NB和丁苯橡胶。和丁苯橡胶。实例:实例:实例:实例: 等规等规PP,结晶,耐油性很好。,结晶,耐油性很好。3.3 3.3 精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系3.2.6 聚合物的耐老化性能聚合物的耐老化性能v老化:老化: 高分子材料在加工、贮存、使用过程中,其性高分子材料在加工、贮存、使用过程中,其性能变差而失去应用价值的现象。能变差而失去应用价值的现象。如塑料的变脆、发黄,橡胶的发粘、变硬等。如塑料的变脆、发黄,橡胶的发粘、变硬等。v引起老化的因素引起
31、老化的因素外因:外因:氧、光、热氧、光、热、微生物、机械力等、微生物、机械力等内因:内因:结构、添加剂、杂质等结构、添加剂、杂质等 工业是上,为了抑制或延缓老化高分子材料的老化,延工业是上,为了抑制或延缓老化高分子材料的老化,延长使用寿命,在高分子材料加工成型过程中,常加入长使用寿命,在高分子材料加工成型过程中,常加入防老防老剂剂,最主要的有,最主要的有热稳定剂热稳定剂、光稳定剂光稳定剂、抗氧剂抗氧剂。3.3 3.3 精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系v聚合物耐老化性的影响因素:聚合物耐老化性的影响因素:q饱和饱和聚合物稳定性较聚合物稳
32、定性较好好q不饱和键不饱和键使聚合物稳定性使聚合物稳定性下降下降如:橡胶含双键,热稳定性差,常要添加热稳定剂。如:橡胶含双键,热稳定性差,常要添加热稳定剂。q支化支化使聚合物稳定性使聚合物稳定性下降下降PVC:熔点熔点175,在,在PVC在在120-130 开始分解,开始分解,严重影响了严重影响了PVC的加工和使用。的加工和使用。PP热稳定性比热稳定性比PE差。差。q杂链杂链聚合物容易发生聚合物容易发生化学分解化学分解(水解、醇解、酸解等)(水解、醇解、酸解等)聚酰胺聚酰胺容易水解,耐水性差。容易水解,耐水性差。3.3 3.3 精细高分子化学品的专用性能(功能)与结构的关系精细高分子化学品的专
33、用性能(功能)与结构的关系q交联交联可可提高提高聚合物的稳定性聚合物的稳定性橡胶的硫化,体形聚合物等。橡胶的硫化,体形聚合物等。v主链引入苯环或芳环,热稳定性增加。主链引入苯环或芳环,热稳定性增加。CCOONHNHn全芳聚酰胺:全芳聚酰胺:Tm=530,适用于航空、航天、军事装备等,适用于航空、航天、军事装备等nNNNNOOOOSNN聚酰亚胺:聚酰亚胺:可在可在300以上长期使用,多用于航空、航天、军事装备等。以上长期使用,多用于航空、航天、军事装备等。q结晶、取向结晶、取向可可提高提高聚合物的稳定性聚合物的稳定性3.2 3.2 精细高分子化学品的通用性能与结构的关系精细高分子化学品的通用性能与结构的关系3.2
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