《聚合物合成与制备》8第八章 逐步聚合及其应用

1、1 逐步聚合基本原理1基本反应：官能团之间的相互反应与链式聚合的差别单体转化率与反应时间关系聚合物分子量与反应时间关系单体类型：ARA和BR B；ARB；ABn2重要反应基团羧基（R-COOH及其衍生物-RCOZ）活性：酰氯酸酐酸酯取代基的影响：吸电有利于增加活性，推电降低活性。胺基（R-NH2）活性：给电子增加其活性，吸电子基团使活性降低羟基（-OH）（类似于胺基）环氧基团2 缩聚合类型1. 聚酯（Polyester）官能团：羟基、羧基例：聚酯由二种不同单体缩聚而成,重复单元包含对苯二甲酸和乙二醇两种单体单元2. 聚酰胺（polyamide)官能团：胺基和羧基例：3. 聚碳酸酯(polyca

2、rbonate) 官能团：羟基、碳酸酯基、光气例：4. 聚酐官能团：羧基、酰氯例：5. 聚氨酯官能团：异氰酸酯、羟基或胺基常用异氰酸酯5. 聚酰亚胺(polyimide)官能团：酐、胺例：6. 聚苯并咪唑(polybenzimidazole)官能团：羧基、胺基7.聚苯并恶嗪(polybenzoxazole)官能团：羧基、羟基、胺基8.聚苯并噻唑(polybenzthiazole)官能团：羧基、巯基、胺基9.聚苯并喹喔啉(polyquinoxaline) 10. 芳香梯形聚合物(aromatic ladder polymer) 11. Diels-Addition Polymer官能团：双键12

3、. 氧化还原偶合体型缩聚聚合物的交联当体系中存在三官能团或多官能团单体，分子间形成共价键，整个体系形成网状结构。成为热固性聚合物。如油漆，胶粘剂等3 聚酯1. 制备方法熔融缩聚固相缩聚2产品种类聚对苯二甲酸乙二酯（PET）聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）聚萘二酸乙二酯（PEN）合成：主要为酯交换法、直接酯化法3. 性能特点PET：结晶性、刚性和强度、对非极性气体的阻隔型、蠕变性和尺寸稳定性、透明性等性能好。包装材料、纤维熔点255；Tg：80PBT：纤维易染色，弹性好。熔点221；Tg：22PTT：熔点228；Tg：55PEN：对氧、二氧化碳等阻隔性好，强度高、尺寸稳定

4、性高，是很好的工业用纤维。熔点270；Tg：117PBT对苯二甲酸丁二酯热塑性聚酯工程塑料，可在较宽温度范围内保持良好的力学性能，如刚性、硬度及稳定性。加工性能优良，流动性好、结晶速度快，因而成型加工周期短，可大大降低加工费用。PBT树脂主要用于电子电气、汽车和机械等领域。如光纤包复等聚酯 PET强度高、气密性好、透明。主要用于制备纤维、薄膜和容器阻隔性的聚酯瓶瑞典泰特拉帕公司研制成符合啤酒等液体饮料盛装用的具有优异阻隔性的聚酯瓶。该技术采用二氧化硅（SiO2）透明玻璃样的复合层，当吹塑成型聚酯瓶时涂敷在瓶的内侧，使具有阻隔性。耐压，不透气。聚酯应用坚韧性:共聚聚酯挤出板材比有机玻璃坚韧15至

5、20倍。抗紫外性能：加入防紫外剂。在表面形成保护层。可在室外长期使用。如做机场的飞机库。聚酯纤维结实、挺括，保形性好。可通过表面改性，提高纤维的吸湿性等用途：高级面料、轮胎帘子布涤纶帘子布的平点小。对苯二甲酸丙二酯（PTT）纤维PTT是对苯二甲酸和丙二醇的缩聚物。丙二醇以玉米为原料，用生物工程合成。PTT纤维保持了现有涤纶强力好、不易变形的优点，且便于染色、富有弹性。市场前景十分看好。专家预计2010年其产量将达100万吨。4.聚酯的共缩聚改性方法：添加刚性组分的共缩聚添加间位苯环、间位和邻位苯环添加含磺酸基的苯环添加柔性组分的共缩聚长链醇；聚醚；脂肪二酸等聚酯酰胺4 聚酰胺（PA）1. 聚酰

6、胺6、聚酰胺66及其他聚酰胺(尼龙)耐磨性好，强度高，有弹性，耐油性好。尼龙餐具Nylon形成氢键的结晶聚合物浇注尼龙用单体直接反应，得到的产品。制备方便MC浇铸尼龙制品具有比重小、优良的耐磨性、化学稳定性耐腐蚀冲击轫性、自润滑和运转时噪音小等特点。可制成各种耐磨的零件，轴承、齿轮、蜗轮、阀门密封圈导向环、导轧、滑轮、滚动轴承保持器和电器零件等。浇注尼龙应用轴套电机风扇叶片聚酰胺纤维（尼龙）优点： 耐磨，强度高 弹性好缺点： 耐热性稍差。（熨烫的温度不能很高） 保型性较差，易做运动服尼龙纤维强度高、弹性好Nylon丝,降落伞2. 脂肪族聚酰胺（由二胺和二酰氯反应）聚对苯二甲酰己二胺：锦纶Nyl

7、on6T聚己二酰苯二胺3. 芳香族聚酰胺选择不同的重复单元引入苯环提高聚合物的耐热性和强度尼龙-66芳纶强度提高、耐热性提高。是一种高强度液晶材料Kevlar纤维芳香聚酰胺密度低、强度高，韧性好，耐高温是高强度液晶材料是优良的塑料增强材料高强纤维的用途防弹衣高分子增强材料4 聚酰胺亚胺5 聚碳酸酯 PC韧而刚性的塑料 6mm钢球，45 m/sec的冲击（头盔）耐温性好，可高温消毒(茶杯、奶瓶） PC的透光性好(CD光盘、遮阳棚) 但耐应力开裂性和耐溶剂性较差 PC透明，卫生吸尘器榨汁机PC 应用耐高温、卫生PC 应用高透光性遮阳棚隔音墙5 体型缩聚合酚醛（热固性树脂）单体：苯酚或其他酚类化合物

8、（f=3）；甲醛（F=2）酚醛树脂同木屑混合，制成绝缘性优良的热固性塑料，俗称电木或胶木，是世界上最早工业化的合成塑料。综合性能优良，价格便宜，是玻璃钢的重要组成成份。质较脆，颜色单调。原料苯酚和甲醛都有一定毒性。 苯酚 + 甲醛 线性酚醛 体型酚醛应用举例酚醛模塑粉头盔印刷电路板酚醛用途工具箱电气插头炊具手柄2. 聚氨酯树脂PU强度高，弹性好，耐磨性好NH*CONH*RNH*CONH*OHH2NNH2+OCNRNCOOCNRNCO+HOOHOCONH*RNH*COOOH二异氰酸酯+多羟基聚醚 聚氨酯(聚氨基甲酸酯)二异氰酸酯+多胺基化合物 聚氨酯(聚氨基脲酸酯)耐磨性好、强度高聚氨酯PU强度

9、高耐压气管莱卡（LYCRA）纤维Dupont公司开发的以聚氨酯为原料的高弹纤维。特点：强度高，弹力好，耐光照、耐盐水。莱卡可延伸原长的47倍，回弹性比橡胶大23倍，重量轻1/3。用莱卡做的服装合体、舒适、飘逸。特别适于制作剧烈运动的服装，女式内衣、泳装、运动装和休闲服。莱卡（LYCRA）纤维使用：莱卡纤维须同天然或人造纤维混纺或交织使用。只要在织物中加入极少量(2%)莱卡，对改善织物的质量，提高织物的保形性、悬垂性等就有明显作用。通常在莱卡制作的运动服中，其含量为14%42%。用途：莱卡同锦纶丝交织可制透明丝袜，编织内衣、罗纹口等用莱卡作内芯用其它纱线或纤维包覆，制得的纤维手感好，强度高。用它

10、制成的牛仔裤挺括、柔软、弹性好，穿着更加舒适萊卡承受拉力時可延伸4-7倍 在拉力釋放時，會完全回復成原來的長度 Lycra在泳裝、內衣和運動服中加入萊卡能提升合身、舒適、動作自如. 3. 脲醛树脂单体：尿素（f=4）、三聚氰胺（f=6）；甲醛（f=2）4. 不饱和聚酯树脂（UP）马来酸酐（顺丁烯二酐）、富马酸、衣康酸等；二元醇交联剂：烯类单体自由基共聚，如苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等5.环氧树脂原料：双酚A环氧固化剂：二胺或 酸酐环氧树脂胶交联环氧树脂为什么“万能”特点：对金属和非金属均有优良的粘接性，通用性好。电绝缘性和化学稳定性好。性较脆，不适用软质材料的粘接。用途环氧灌封料阻燃环氧灌封料电容器、变压器、电感器和滤波器。环氧灌封干式变压器低损耗（低于国家标准30%）低噪音（低低于国家标准10-20dB）低局部放电 抗短路能力强 中高压电器绝缘子纤维增强玻璃钢高强度碳纤维、硼纤维和芳纶纤维增强 玻璃钢强度高、质量轻，是一种性能优异的工程塑料性能密度g.cm-3抗张强度MPa弯曲强度MPa热膨胀系数10-6/C金属钢7.87008404204600.12热塑性塑料聚丙烯/玻纤(短)1.179012028尼龙66/玻纤(短)1.3417026018.9热固性塑料环氧/玻纤1.82.070300702808酚醛/玻纤1.61.857028011003.51