化学建材市公开课获奖课件

1、“化学建材”新材料共同特点：第一，构成上以有机高分子材料为主；第二，都是化工合成产品；第三，构成直接使用材料物理形态主体；第四，这些材料构成建筑物某一部分。三类主要化学建材产品 塑料管道、塑料门窗、新型防水材料。同时带动了建筑涂料、建筑胶粘剂、保温隔热材料、装饰装修材料等产品快速发展。 第1页第1页化学建材成为继钢材、水泥、木材之后我国第四大类建筑材料。 能够替换木材、粘土等珍贵天然资源；能耗低，通常每生产1t 材料能耗，塑料、钢材、铝材百分比为1 : 4.5 : 8 。化学建材隔热保温性能优。化学建材在防腐、装饰效果以及使用寿命方面(塑料管可使用50 年，而铸铁管只有10)更是含有无可比拟优

2、越特性。 环境保护节能型建筑材料 第2页第2页主要讲授内容高分子化合物及化学建材助剂混凝土外加剂建筑塑料防水密封材料建筑涂料建筑胶黏剂建筑保温隔热与吸声材料4466444第3页第3页 首先从高分子化学与物理角度上简介高分子化合物相关概念、合成办法和改性路径，这是化学建材生产和应用主要化学基础。第4页第4页 第一章高分子化合物 一、高分子化合物基本特性 高分子化合物是指相对分子量、分子长度达到一定程度化合物。典型高分子化合物分子量为104106或以上，构成份子原子数可达103105或以上。引起物质性能改变（质变），尤其是机械性能明显提升，为构成高分子材料奠定了材质上基础。第5页第5页低分子化合物

3、相对分子量有一个固定值；高分子化合物相对分子量普通是指其平均相对分子量高分子化合物相对分子量与低分子化合物相对分子量区别为什么？高分子是不同聚合度同系物组成（混合物）表示方式？聚合度分子量分散性指数或分散度聚合度分散性（重均/数均） 第6页第6页二、高分子化合物基本结构层次以上与低分子化合物共有化合物结构决定性能 ，对于高分子来讲，它结构分为三个层次：第7页第7页线型、支链型聚合物 、交联型 三 高分子化合物结构形态 热塑性聚合物 ：溶解、熔融热固性聚合物：溶胀、不熔融结构- 性能第8页第8页四、高分子化合物合成办法按合成机理分类：链锁聚合和逐步聚合按产物构成和结构改变分类：加聚与缩聚1.连锁

4、聚合特点：连锁性；链引起、链增长、链终止等几步基元反应。普通在反应过程中生成活性链自由基或阴、阳离子、配位离子。连锁聚合包括自由基聚合、离子聚合、配位聚合、（开环聚合）。（分子量、聚合动力学）第9页第9页连锁聚合实施方法：按聚合反应产物相不同，通常可分为气相，液相和固相聚合，其中液相聚合反应应用最广。液相聚合按其反应介质和条件不同又可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合四种形式。本体聚合，悬浮聚合，溶液聚合，乳液聚合（配方成份、聚合场合、聚合机理、优缺点）。第10页第10页（1）本体聚合定义：单体在不加或加入少许引起剂，或在光、热、辐射条件下聚合，称本体聚合，亦称块状聚合。 本体聚合特点

5、是：反应速率及产物分子量随转化率提升而增大；聚合过程中存在自动加速效应。本体聚合实行办法首先要考虑反应热排除问题。本体聚合办法长处：生产设备少、工序简朴、产品纯度高。本体聚合办法缺点：是反应热导出困难，致使反应温度不均匀。也许造成产物分子量分布较宽、产品有气泡、易老化、变色等问题。 第11页第11页（2）悬浮聚合 悬浮聚会是利用强力搅拌，使单体（分散相）呈细液滴状态分散于另一个物质（分散介质）中。 单体引起剂分散介质（水）悬浮剂 聚合物 球状聚合：聚合过程中，单体与聚合物相溶，则可得到透明小珠。 St、MMA颗粒状聚合：若单体与聚合物不相溶，形成不透明颗粒；如氯乙烯、四氟乙烯等聚合。 特点：悬

6、浮聚合聚合热可借分散介质（水）排除，温度易于控制，工艺简朴，产物后处理也比较以便。 第12页第12页（3）乳液聚合 它是在乳化剂及搅拌条件下，将单体分散于介质中而成乳液，然后进行聚合。 单体 + 引起剂 + 乳化剂 +介质（ 水） 聚合物 乳液聚合长处是：通常以水为介质、价廉、安全，聚合速率高、分子量高，便于直接使用胶乳场合。 缺点是；当聚合为了得到固体聚合物时，需破乳、洗涤、脱水、 干燥等一系列后处理工序，而产品乳化剂也难以除净。 第13页第13页粒径：乳液普通粒径为0.050.15um，常在1um以内，比悬浮聚合粒径0.052mm 小得多。引起剂：悬浮聚合多用油溶性引起剂，而乳液聚合则用水

7、溶性引起剂。分子量：在乳液 聚合中，长链自由基很难彼此相遇，因此寿命较长，终止速率小，聚合速率大分子量高。而本体、悬浮和溶液聚合提升速率一切原因，往往会使分子量减少。 乳液聚合与悬浮聚合区别？第14页第14页（4）溶液聚合单体在溶液中聚会办法叫作溶液聚合。 单体 引起剂 十溶剂（包括水） 聚合物均相溶液聚合：单体和聚合物都溶于溶剂 非均相溶液聚合 ：单体溶于溶剂而聚合物不溶，故又称沉淀聚合。 特点：溶液聚会粘度低，传热易控制，引起剂分散均匀，引起效率高。 缺点：由于聚会单体浓度低，因而生产效率不高，易产生向溶剂转移反应，使分子量减少。另外，溶剂有些需要回收、分离，因此在应用上受到一定限制。 第

8、15页第15页2、逐步聚合特点：逐步形成形成大分子，可分为逐步缩聚和逐步加聚两大类 。（分子量，转化率）逐步缩聚反应是指含有两个或两个以上它能团同种或不同种低分子物（单体），经多次重复地进行缩合而形成聚合反应。同时有低分子物析出。 第16页第16页逐步加聚反应：系指单体分子官能团之间，逐步地互相发生加成作用，形成聚合物，而无小分子物析出。 第17页第17页逐步缩合反应实行办法 （1）熔融缩聚法 聚合反应在单体和聚合物熔点以上进行，故称熔融缩聚，比如：合成涤纶、酯互换法制备聚酯和聚酰胺等生产多用此法。 该法长处是反应物浓度高，聚合物产量、质量普通较好，设备简朴，投资较少。（2）溶液缩聚法 单体加

9、适当催化剂于溶剂中（包括水）进行缩聚，称溶液缩聚。单体活性要高。 本法生产设备简朴，与熔融法相比，设备利用率低。另外，还涉及到溶剂回收问题。在聚砜、聚苯醚合成和尼龙一66合成前期多采用此法。第18页第18页（3）界面缩聚法 将两种单体，分别溶于两种不相溶溶剂中，反应在界面上进行。此法是非均相体系， （4）固相缩聚法 固相缩聚法是指单体在固态下进行缩聚。固相反应温度比熔融缩聚要低，反应缓慢，反应速率随温度升高而增大 第19页第19页自由基聚合线型缩聚可明显地分成往引起，增长，终止等基元反应，引起速率最慢，控制总反应速率无明显或无所谓链引起，增长和终止，各步反应速率常数和活化能基本相同存在活性中心

10、，能快速与单体加成，使键增长，从单体引起到形成高聚物时间极短，普通不断留在中档聚合度阶段。无活性中心，聚合一开始，单体几乎所有缩聚成低聚物，体系内组分间都可进行反应，使分子量逐步增大，反应可暂停在某一聚合度阶段。聚合过程中单体减少，聚合物转化率相应增长开始单体几乎100转化为低聚物，过程中转化率改变小，反应程度逐步增长延长时间主要是提升转化率，对分子量影响较小延长时间主要是提升分子量，而转化率改变较小反应体系构成仅有单体和高聚物及微量活性种任何阶段都是由聚合度不等同系物构成阻聚剂可毁灭活性中心，使聚合终止有平衡移动限制，单体百分比不妥，温度过低等，可使缩聚反应暂停，当这类原因消除后，反应继续进

11、行。第20页第20页五、高分子化合物改性路径 高分子化合物是高分子材料基础 ，决定了材料性能； 高分子化合物改性为新型材料开发开扩思绪。 1、共聚改性 共聚合研究在理论和实践中都含有主要意义 无规共聚物、交替共聚物 、嵌段共聚物 、接枝共聚物 第21页第21页主单体第二单体改性与用途乙烯乙烯异丁烯丁二烯丁二烯苯乙烯氯乙烯四氟乙烯MMA丙烯腈马来酸酐醋酸乙烯酯丙烯异戊二烯苯乙烯丙烯腈丙烯腈醋酸乙烯酯全氟丙烯苯乙烯丙烯酸甲酯衣康酸醋酸乙烯酯或st增长柔性，软塑料，作PVC共混料破坏结晶，增长柔性和弹性引入双键，可交联作丁基橡胶增长强度，通用SBBR增长耐油性，作NBR提升抗冲击性，增韧塑料增长塑性

12、和溶解能力，作塑料、涂料破坏结构规整性，增长柔性，作特种塑料改进流动性、加工性，用作塑料改进柔性和染色性，合成纤维改进聚合性能，用作分散剂和织物处理剂几种二元共聚改性情况 第22页第22页高分子化学反应包括聚合物分子链官能团反应和聚合物在外界一些物理和化学原因作用下进行化学反应。目的：对既有聚合物进行改性，从而得到新型聚合物材料。可制备品种繁多嵌段和接枝共聚物，扩大聚合物材料使用范围。研究外界条件对聚合物影响，延缓高分子材料老化。 2、聚合物化学反应改性 第23页第23页3、聚合物共混改性 将不同聚合物，加入一些助剂（或不加入），经共混后形成性能优秀材料，称“合金”材料。 共混改性办法有物理混合法和化学混合法，物理混合法有机械混合、溶