稳定化聚合物材料及可降解聚合物材料的设计与应用四川大学高分子材料
稳定与降解(第二章)1(四川大学高分子材料)
小结：链式反应中，ROOH的积累和分 解加快了氧化反应速率，是自动氧化的主 要原因。
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聚合物热氧循环示意图
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2. 氧化速率方程式
氢过氧化物（ROOH）的生成和分解是竞 争反应。当分解反应速率与生成反应速率 相等时，其浓度达到最大值，反应速率基 本恒定，处于稳态。 在自动氧化初期，ROOH主要发生单分子 分解，按一级反应进行；随ROOH的增多 ，双分子分解占主要地位，反应按二级反 应进行。 注：现有的氧化速率方程式是建立在稳态 假设之上的（二级反应）。
【例】PVC的热降解
特点：可以从分子链任何部位无规消除
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热降解
• 热降解的类型
解聚反应 （拉链降解）
无规断链反应
主链不断裂的小分子 消除反应
降解产物 降解初期 降解到一定程度时
举例
单体
低分子量聚合物
形成小分子， 但不是单体
单体迅速挥发， 聚合物相对分子量 变化很小，而聚合
物质量损失较大
（2）分子结构和稳定性：
链的不饱和性和立体异构现象对热稳定性影 响很小。
取代基位阻效应会降低分解温度。
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（3）交联和稳定性：
各种类型的交联均可以提高热稳定性。 交联密度提高，热稳定性也提高。
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（4）结晶和稳定性：
理论上，提高结晶度，可以提高热稳定性。
实际聚合物往往受到以上各种因素的综 合影响。（相互协同或相互抵消）
或室温下聚合物与氧作用：
【例】聚丙烯类分子链上有供电基团的聚合物。
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（2）增长 自由基继续链式反应
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ROOH 积累增多后，会分解成新的自由基 继续链式反应
四川大学高分子化学配套课后习题全解答.
第一章 绪论思考题：5. 写出下列单体的聚合反应式，以及单体、聚合物名称a 、b 、c 、d 、e 、CH2CHFCH 2CHFn CH 2CH n氟乙烯聚氟乙烯CH 2C(CH 3)2CH 2C(CH 3)2CH 2C CH 3CH 3n n异丁烯 聚异丁烯H O(CH 2)5COO HHO(CH 2)5COOHO(CH 2)5Cnn +nH 2Oώ-羟基己酸聚己内酯CH 2CH 2CH 2OCH 2CH 2CH 2OCH 2CH 2CH 2Onn 丁氧环聚（氧化三亚甲基）（聚亚丙基醚）NH 2(CH 2)6NH 2+HOOC(CH 2)4COOHNH 2(CH 2)6NH 2+HOOC(CH 2)4COOHn n NH(CH 2)6NHCO(CH 2)4CHOHOHn+H 2O(2n-1)己二胺+己二酸聚己二酰己二胺6、按分子式写出聚合物和单体名称以及聚合反应式，说明属于加聚、缩聚还是开环聚合，连锁聚合还是逐步聚合。
a 、聚异丁烯；单体：异丁烯；加聚；连锁聚合。
b 、聚己二酰己二胺（尼龙-66），单体：己二酸和己二胺，缩聚；逐步聚合。
c 、聚己内酰胺（尼龙6），单体：己内酰胺；开环聚合；逐步聚合。
d 、聚异戊二烯（天然橡胶），单体：异戊二烯；加聚；连锁聚合。
7、写出下列聚合物的单体分子式和常用的聚合反应式：聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷CN(1)nCH 22CHnnC CH 3CH 2C CH CH 23CH (2)nCH2n(3)nCH 2CH CH 2CH CH 2CH CH 2+n CH 2CH 2CHCH nCH 2(4)nHCHO On (5)2nCH 3CH 3CH 3CH3OH +n/2O 2O +nH 2O n(6)nCF 2CF 22CF 2n (7)nCl Si CH 3CH 3Si CH 3CH 3Cl +nH 2OO +2nHCln(8)nHO(CH 2)2OH+nOCN(CH 2)6NCO O(CH 2)2OC NH(CH 2)6NH CO O计算题：2、等质量的聚合物A 和聚合物B 共混，计算共混物的Mn 和Mw 。
2024年度四川大学内部高分子物理PPT课件
定义
高分子物理是研究高分子物质物理性 质的科学，是高分子科学的一个重要 分支。
特点
高分子物理的研究对象是具有高分子 量的聚合物，其物理性质与低分子物 质有很大差异，如高分子链的构象、 聚集态结构、相转变、粘弹性、导电 性、光学性质等。
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高分子物理研究内容
高分子链结构
研究高分子链的化学结构、构象、链长及分 布等。
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凝胶化现象与凝胶体性质
凝胶化现象
当高分子溶液的浓度达到一定程度时 ，高分子链之间会相互交联形成三维 网络结构，从而使溶液失去流动性， 形成凝胶。
凝胶体性质
凝胶体具有独特的物理和化学性质， 如弹性、粘滞性、触变性等。这些性 质使得凝胶体在生物医学、材料科学 等领域具有广泛的应用前景。
耐疲劳性
高分子材料在交变应力作用下抵抗疲劳破坏的能力，通 常以疲劳寿命或疲劳极限表示。提高高分子材料的耐疲 劳性有助于增强其承受交变应力的能力，从而延长使用 寿命。
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THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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取向态结构与液晶态结构
取向态结构
高分子链在特定方向上呈现有序排列，而在 其他方向上保持无序。取向态结构具有各向 异性，表现为物理性质在不同方向上的差异 。
液晶态结构
高分子链在特定条件下形成介于晶体和非晶 态之间的中间状态。液晶态结构具有部分有 序性，表现出独特的物理性质，如光学性质 和流动性。
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CHAPTER 04
高聚物聚集态结构
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晶体规则排列，形成周期 性点阵结构。晶体结构具有长程有序性 ，表现出明显的各向异性。
川大高分子面试题
川大高分子面试题三大合成材料机理气相色谱，GPC的应用，原理，实验操作聚乙烯和聚苯的刚性本体聚合分段进行通用高分子为什么广泛应用竞聚率测定材料结构与性能的基本原理SBS甲基丙烯酸甲酯的提纯高分子科学与工程国内外文献PE.PP,PS比较柔性应力应变曲线高分子面临的挑战共聚物的表征散热方法硫化橡胶交联体系嵌段共聚物的表征TGA的影响因素测几个特殊温度TG,TM,TC,TF红外光谱增塑机理，应用，性能评价毕业设计内容玻璃化温度和软化点的区别热固性和热塑性的区别橡胶的阻尼性为什么高于塑料高分子前景本体聚合高分子诺贝尔奖获得者橡胶的添加剂和表面处理有机高分子材料和无机非金属的区别自由基聚合分子量控制共聚组成控制三种聚乙烯的不同环境友好材料PVC为什么难以加工高分子材料应用如何提高缩聚反应分子量挤出注塑PS和PMMA如何区别共聚与共混我国高分子材料生产状况聚合物改性原理方法醋酸乙烯酯是无定形聚合物，溶于水后为何能结晶聚乙烯醇结构如何表征聚合物结构形态什么是聚合物及复合材料PA66形成分子间氢键还是分子内氢键如何鉴别阴阳非离子乳化剂玻璃钢原料和制备方法三种测定分子量方法及优缺点PVC加工过程的添加剂硫化橡胶，聚合物的粘流体哪个有粘弹性DSC的影响因素共聚物相容性的表征，如何增加共聚物相容性紫外光谱能测定什么结构通用塑料有哪些如何判断共聚物的相容性根据高分子结构与性能，提出消除公害方法自由基聚合和缩聚反应区别悬浮聚合的危险期及特点苯乙烯丙烯酸丁酯如何表征熔融聚合为什么一开始不能高真空高分子科学研究前沿领域聚合物性能和相结构关系测量聚合物结晶度方法高分子行业的机遇和挑战共聚物结构性能原理出发说一下可燃性，耐热性，透明性，稀释性聚合物的共混方法结晶度含义及测定方法能不能通过蒸馏提纯聚合物如何区分热固性和热塑性PVC能不能制造纤维有机化学与高分子化学关系说出有增粘性的物质PE,PP是塑料，乙丙橡胶是橡胶？核磁共振在聚合物中的应用高分子材料在高新技术领域的应用玻璃纤维增强的作用复合材料组分实验研究与工业研究的区别。
四川大学_高分子_复试题库
四川大学_高分子_复试题库四川大学高分子国家重点实验室复试（共200分）一、硕士研究生复试笔试题库（共100分）A、请选择合适的单体合成下列高聚物，并指明其聚合机理及反应类型。
（5×3分，必做题）①、涤纶（PET）树脂；②、GPC用样标PS；③、ABS树脂；④、001型离子交换树脂；⑤、维尼纶纤维；⑥、丁基橡胶；⑦、PS+PET二嵌均共聚物；⑧、聚甲基苯乙烯；⑨、PA66；选择题（2分×5，必做题）1）.B；（2）.A；（3）.A；（4）.B；（5）.D；（6）.D；（7）.C；（8）.B；（9）.A；（10）D；（11）A；（12）D；（13）C；（14）B；B、.下列单体的聚合反应中可以不发生凝胶效应的是（）A、乙烯B、a甲基苯乙烯C、苯乙烯D、a甲基丙烯酸甲酯.以下实施的聚合方法中，其产物最为纯净的是（）A、本体聚合B、溶液聚合C、悬浮聚合D、乳液聚合.在乳液聚合反应中，选择的聚合温度T应该（）A、T＞T三相平衡，T＜T浊点；B、T＞T三相平衡，T＞T浊点；C、T＜T三相平衡，T＜T浊点；D、T＜T三相平衡，T＞T浊点；就聚合反应温度而言，通常情况下聚合反应温度最低的是（）A、自由基聚合B、阳离子聚合C、阴离子聚合D、配位聚合从聚合机理的角度，自由基聚合与乳液聚合最大的不同在于（）A、前、中期B、前、后期C、中、后期D、聚合速率和分子量的变化众所周知，高聚物是具有不同分子质量同系物的混合物，其中最大的是（）A、 MNB、MWC、M?D、MZ一般而言,聚合物要想加工成型制品必须在( )温度范围内来实现;A、Tb~TmB、Tg~TfC、Tf~TdD、Tg~ TmPE由于分子链规整，对称性好，有较好的结晶能力，下列那种方法不能用于测定PE的结晶度Xc（）A、密度法B、超速离心沉降C、NMR D、X射线衍射PVC的分解温度低于其熔体的粘流温度，为便于加工，通常应（）A、加入增塑剂，同时加入稳定剂；B、加入惰性填料，不加稳定剂；B、加入惰性填料、同时加入稳定剂；D、加入增塑剂提高其刚性；农用PVC薄膜产生“鱼眼”的主要原因是（）A、加工温度B、加工压力C、口模成型长度D、分子量分布不均⑴下列高聚物中在室温下无恰当溶剂的是（）A、 PEB、配位PSC、PETD、PA66⑵以下论述中不属于基本交联理论的是（）A、聚合反应与交联反应同时进行型；B、天然或合成高分子聚合物通过外加小分子交联剂交联型；C、低分子预聚物与小分子化合物作用交联型；D、齐聚物在未加工阶段的交联型；⑶在体型缩聚反应中，有Pf＜P0＜Pc，因此实际生产中应选择（）凝胶点来进行估算，以便于加工成型。
稳定与降解四川大学高分子材料PPT学习教案
淀粉塑料主要由于快餐包装、
垃圾袋、食品包装等方面，是用 量最大的一类可降解包装材料。
其发展趋势为：研究改性塑料
性能的新方法、新技术，提高产
量，降低成本，扩大应用，特别
是在复合包装和组合包装上的应
用。
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例：
* 日本：利用生物技术，以豆腐渣 为原料研制成可食性纤维包装材料。 进入自然环境后，可被微生物迅速 降解。
PHB的性质
脆性的高度结晶的不稳定的材料 平均结晶度80％ 上限工作温度93℃ PHB的加工窗非常窄 耐化学性不佳
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ICI公司开发的产品Biopol
Β-羟基丁酸（HB)和β-羟基戊酸 （HV)的共聚物（PHBV)，其中 HV的摩尔分数0～30％
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变慢
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为了改善PLA的性能，采用与其他化合 物共聚的方法改性，如：PGLA, PLA/PEG共聚物
PLA可制成纤维、薄膜、棒、螺栓、板 和夹子，可用于食品包装，纸涂层，快 餐器具等，也可用在医疗用品上。
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聚ε－己内酯 （PCL) 一种热塑性聚酯，刚性与中密度PE相似。
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A. 天然高分子材料
包括多糖类如：纤维素、淀粉、 甲壳素；蛋白质类如：毛、丝等； 以及木质素、单宁、树皮等其它 天然产物，可望由此制得有利于 环境的结构材料。
缺点：
其耐水性、耐热性、力学性能等与 传统高分子第材27页料/共55尚页 有较大差距。
例；
* 甲壳素与壳聚糖纤维、薄膜
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① 容器包装材料中的降解材料
目前的主要方法是在现有食品
高聚物合成工艺学题集--四川大学.
第一章绪论1.试述高分子合成工艺学的主要任务。
高分子合成工业的基本任务：将简单的有机化合物（单体），经聚合反应使之成为高分子化合物。
2.简述高分子材料的主要类型，主要品种以及发展方向。
分类：天然、半合成、合成天然橡胶经硫化制备橡胶制品，蛋白质改性产品乳酪素，纤维改性产品赛璐珞。
向耐候性，耐热性，耐水性，功能性，环保性合成高分子发展。
3.用方块图表示高分子合成材料的生产过程，说明每一步骤的主要特点及意义。
1）原料准备与精制过程特点：单体、溶剂等可能含有杂质，会影响到聚合物的原子量，进而影响聚合物的性能，须除去杂质意义：为制备良好的聚合物做准备2）催化剂配制过程特点：催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用，需仔细调制意义：控制反应速率，引发反应3）聚合反应过程特点：单体反应生成聚合物，调节聚合物的分子量等，制取所需产品意义：控制反应进程，调节聚合物分子量4）分离过程特点：聚合物众位反应的单体需回收，溶剂、催化剂须除去意义：提纯产品，提高原料利用率5）聚合物后处理过程特点：聚合物中含有水等，需干燥意义：产品易于贮存与运输6）回收过程特点：回收未反应单体与溶剂意义：提高原料利用率，降低成本，防止污染环境4.如何评价生产工艺合理及先进性。
1）生产方式2）产品性能：产品系列化3）原料路线4）能量消耗与利用5）生产技术水平：降低生产技术费5.开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些？首先要了解材料应用的技术要求，提出聚合物的性能要求，根据性能要求明确聚合物分子组成及分子结构，然后拟定聚合配方及工艺措施，科学地解决合成性能及结构关系。
应注意高分子合成、结构及性能的关系；合成反应的理论和方法。
第二章生产单体的原料路线1.简述高分子合成材料的基本原料（即三烯、三苯、乙炔）的来源。
石油化工路线煤炭路线其他原料路线：主要是以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学方法加工为单体。
自农副产品中得到的最主要的单体是糠醛，以糠醛为原料可获得丙酮、苯酚、康醇和甲醛等。
2024年度四川大学高分子物理课件第四章非晶态高聚物
非晶态高聚物的微观结构对其耐候性有重要影响，如UV稳 定性、氧化稳定性等，这些性能与分子链结构、堆砌方式 等密切相关。
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03
非晶态高聚物性能
Chapter
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力学性能特点及影响因素
力学性能特点
非晶态高聚物具有独特的力学性能，如高弹性、低模量和高 韧性等。这些特点使得非晶态高聚物在许多领域具有广泛应 用。
01
自由基聚合、离子聚合、配位聚合等
聚合反应条件
02
温度、压力、催化剂等
聚合设备
03
反应釜、搅拌器、加热冷却系统等
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加工成型工艺流程
01
熔融共混
将高聚物与其他添加 剂熔融共混，形成均 匀混合物
02
挤出成型
通过挤出机将熔融混 合物挤出成所需形状
03
注射成型
将熔融混合物注入模 具中，冷却后得到制 品
定义与特点
定义
非晶态高聚物是指高分子链在三维空间中呈无序排 列，没有长程有序性或只是部分有序的高分子聚集 体。
特点
缺乏规则的晶体结构，呈现出各向同性；分子链的 构象复杂多样，存在大量的无序结构；物理性能通 常表现为韧性好、强度高等。
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分类及应用领域
分类
根据分子链的排列方式和有序程度， 非晶态高聚物可分为完全非晶态和部 分结晶态两类。
目前，非晶态高聚物的研究已经取得了丰硕的成果，包括分子链构象、动力学性质、相变行为等方面；同时，随 着计算机模拟和实验技术的发展，非晶态高聚物的研究正在不断深入和扩展。
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02
非晶态高聚物结构
Chapter