第十三章 聚合物

第十三章

聚合物

13-1聚合物与社会进步

1.

衣食住行与聚合物如用聚丙烯腈制成人造羊毛等。2.

人体健康与聚合物如人造血管、器官等。3.

高技术与聚合物材料如电子器件，集成电路的保护材料等。13-2有机聚合物13-2-1有机聚合物的基本概念高分子(polymer)：习惯上把摩尔质量大于1万的分子称为高分子。链节(chainunit)：高分子虽然很大但分子不太复杂，其中有许多重复单位，我们把其中的重复单位称为链节。其中n是聚合度。平均摩尔质量和平均聚合度：聚合物的摩尔质量和聚合度，由于n是在一定范围的平均数。

单体（monomer）：能够产生聚合物结构单元的原低分子化合物。13-2-2.有机聚合物的命名和分类1．命名：

I.加聚物一般在单体名称前加一个“聚”字(Poly-)

如：聚丙烯(PP);聚乙烯(PE);聚苯乙烯(PS);聚四氟乙烯(PTFE)。II.

缩聚物一般在缩聚后的单体名称前加“聚”如：聚己二酰已二胺III．也有在单体名称后加“树脂”或“聚合物”

2.分类：一般按性质和用途分为：塑料、纤维和橡胶有机聚合物的结构和分类13-2-3．

有机聚合物的合成聚合反应：由单体合成高分子的反应。1.加聚反应：具有不饱和鍵的单体经加成反应形成有机聚合物。

加成聚合反应的条件是:单体必须具有不饱和键。

加成聚合反应的特征是:反应中没有H2、NH3等小分子副产物。如：均聚物：由一种单体聚合的高聚物。

共聚物：由两种或两种以上的单体聚合的高分子化合物。

2.缩聚反应

缩合聚合反应的特征是:反应中有H2O、NH3、醇、卤化氢等小分子副产物产生。如：13-2-4有机聚合物的特性1．

按分子的形状分为：线性聚合物：可熔融、软化和溶解。体形聚合物：具有不熔溶特性。2.按分子排列分为：晶体结构形态：有序排列非晶体结构形态：无序排列，没有一定熔点。3.非晶体结构的有机聚合物的在不同温度下的3种形态：玻璃态：基本表现为“冻结”状态，质感坚硬如同玻璃。高弹态：在外力作用下能发生形变，外力去除后又恢复原状。黏流态：具有一定黏度可以流动的液体。Tg:玻璃化温度；Tf：黏流化温度。对于橡胶Tg

~Tf范围越宽，橡胶的耐候性就越好。

4.

物理和化学特性：I．

弹性和塑性弹性：如具有线性结构的橡胶在室温的条件下具有良好的弹性。塑性：如聚苯乙烯可以在一定温度下软化，可制成特定的形状。II．机械性能：具有一定的硬度、抗压、抗拉、抗弯曲、抗冲击性能。III．电绝缘性：不含极性基团的饱和有机聚合物，不具备导电能力。IV．

溶解性：在适当的有机溶剂中会溶解。规律：（1）极性聚合物易溶于极性有机溶剂；非极性聚合物易溶于非极性有机溶剂。（2）线性有机聚合物通常比体型有机聚合物溶解性要大。V.老化与防老化老化：在酸、碱、水、氧、光、热条件下其性能逐渐劣化的现象。防老化：在有机聚合物中添加各种抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂等来延缓老化。13-2-5

重要有机聚合物1．塑料和合成树脂塑料:在加热、加压的条件下可以塑制成型，并在常温下保持其形状不变的有机聚合物。如：聚四氟乙烯：不怕任何酸、碱或其它有机溶剂的侵蚀，并具有很好的耐热、耐寒特性，可在-200~250oC范围内长期使用，介电性能十分优异（0.025mm可承受500V的高压），磨擦系数很低（无油润滑活塞环），固体表面能很小（“不粘锅”）合成树脂：用人工合成的一类高分子聚合物。如：离子交换树脂。阳离子交换树脂含有活泼的酸性基团（-SO3H,COOH等）

1．合成橡胶：在-50~150oC处于高弹态的有机聚合物。如：丁苯橡胶主要用于制造轮胎、胶带等硅橡胶：用于制作高温高压设备的衬垫；无毒、无味、物理性能稳定，用于制造人造关节，人造静脉插管等。2．合成纤维：以低分子化合物经聚合反应及机械加工而制得的纤维，称为合成纤维。如尼龙：也称为锦纶，耐磨、弹性好，但其耐热性差。涤纶：也称的确良，耐磨、耐腐蚀，制作的衣物挺括不皱。腈纶：也称开司米，制成的绒线柔软蓬松，强度好，耐热性好。13-2-6新型有机聚合物1．导电聚合物,如：2.

2.

可降解聚合物I．

光降解塑料：添加光敏剂II．

生物降解塑料：由天然聚合物和人工聚合物共混而成。制成的外科手术线可被人体吸收，伤口愈合后不用拆线。13-2

无机聚合物1．链状无机聚合物：链型硅酸盐2．层状无机聚合物：