高分子聚合物工作原理

合集下载

聚合物的聚合方法有哪些种类

聚合物的聚合方法有哪些种类

聚合物的聚合方法有哪些种类聚合物是由重复单元组成的大分子化合物,是一种具有重要应用价值的材料。

聚合物的制备方法多种多样,常见的聚合方法包括溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、气相聚合和固相聚合等。

下面将介绍这些聚合方法的基本原理和特点。

1. 溶液聚合溶液聚合是将单体溶解在溶剂中,通过添加引发剂引发反应,使单体逐渐聚合成高分子聚合物的方法。

这种方法操作简单,适用于制备高分子溶液或胶体。

2. 悬浮聚合悬浮聚合是在搅拌的情况下将单体悬浮在惰性液体中,引发剂添加后,单体在悬浮液中聚合形成高分子颗粒。

这种方法适用于制备高分子微球等颗粒材料。

3. 乳液聚合乳液聚合是将亲水性单体和疏水性单体分散在水相中,通过表面活性剂稳定形成乳液,然后引发聚合反应。

这种方法适用于制备高分子乳液及胶体颗粒。

4. 气相聚合气相聚合是通过气相反应使单体在气相中聚合成高分子聚合物。

这种方法适用于制备薄膜、聚合物涂层等。

5. 固相聚合固相聚合是将单体固态或溶解于固体载体中,通过热辐射或化学活化,使单体在固相中聚合成高分子聚合物。

这种方法适用于在固体表面制备高分子膜、功能化材料等。

各种聚合方法都有其独特的优点和适用领域,选择合适的聚合方法可以有效控制聚合反应的条件,获得所需的高分子产品。

在实际应用中,不同聚合方法可以相互结合,通过改变反应条件和引发剂选择等手段,实现更精细的高分子结构控制,拓展高分子材料的性能和应用领域。

总的来说,聚合物的聚合方法种类繁多,可以根据具体需要选择合适的方法进行聚合反应,以获得理想的高分子产品。

随着高分子材料领域的不断发展,新型的聚合方法也在不断涌现,为高分子材料的制备和应用带来更多可能性。

《高分子加工原理》课件

《高分子加工原理》课件
详细描述
总结词
高分子材料具有粘弹性、热塑性、热固性、绝缘性等特点。
要点一
要点二
详细描述
高分子材料具有粘弹性,表现为在外力作用下既可发生弹性形变,也可发生塑性形变;热塑性是指高分子材料在加热时可以流动,冷却后可以固化;热固性是指高分子材料在加热时可以固化,冷却后性质稳定;绝缘性是指高分子材料具有良好的绝缘性能,不易导电。这些特性使得高分子材料在现代工业和科技领域中具有广泛的应用价值。
热力学第二定律
03
成型工艺参数
介绍影响成型质量的工艺参数,如温度、压力、时间等。
01
高分子材料的加工过程
详细介绍高分子材料的加工过程,包括原料准备、成型、后处理等环节。
02
成型方法
列举常见的成型方法,如注塑、挤出、压延等,并介绍其原理和特点。
高分子材料加工设备与工艺流程
04
设备日常维护
介绍了如何进行日常的设备检查、清洁和润滑工作。
高分子加工技术基础
02
高分子材料通过加热、加压等方式进行成型加工,使其从流动的液体状态转变为固态,并形成所需的形状和结构。
成型原理
成型加工需要使用各种成型设备,如注塑机、压延机、热压机等。
成型设备
成型加工过程中,需要控制各种工艺参数,如温度、压力、时间等,以获得高质量的成型品。
成型工艺参数
二次加工方法
高性能化:随着对高分子材料性能要求的不断提高,加工技术也在不断向高性能化方向发展。通过改进加工工艺和选用高性能的助剂,可以显著提高高分子材料的强度、刚性、耐热性和耐腐蚀性等性能。
高分子材料加工技术在航空航天领域具有广泛的应用前景。由于航空航天器对材料的轻量化和高性能要求极高,高分子材料成为重要的选择之一。通过采用先进的加工技术,可以实现高分子材料的轻量化、高性能化和多功能化,为航空航天器的制造提供更加可靠的支撑。

高分子总结

高分子总结

第一章绪论高分子:也叫聚合物分子或大分子,具有高的相对分子量(104~106) ,其结构必须是由多个重复单元所组成,并且这些重复单元实际上或概念上是由相应的小分子衍生而来单体:是构成聚合物的低分子化合物结构单元:构成高分子主链结构一部分的单个原子或原子团,可包含一个或多个链单元重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元,可简称重复单元,又可称链节单体单元:与单体分子的原子种类和各种原子的个数完全相同、仅电子结构有所改变的结构单元均聚物:由一种(真实的、假设的)单体聚合而成的聚合物共聚物:由一种以上(真实的、假设的)单体聚合而成的聚合物缩聚物:单体经多次缩合而聚合成大分子的反应缩聚反应的主产物热塑性塑料:热塑性高分子一般是线型高分子,在受热后会从固体状态逐步转变为流动状态,可逆,可再生热固性塑料:热固性高分子在受热后先转变为流动状态,进一步加热则转变为固体状态,不可逆,不可再生分子量的多分散性:聚合物是由一系列分子量(或聚合度)不等的同系物高分子组成,这种同种聚合物分子长短不一的特征碳链聚合物:主链(链原子)完全由C原子组成杂链聚合物:主链原子除C外,还含O,N,S等杂原子第二章高分子材料合成原理及方法加聚反应:单体因加成而聚合起来的反应称为加聚反应,反应产物称为加聚物。

加聚反应无副产物缩聚反应:具有两个或两个以上官能团的单体,相互反应生成高分子化合物,同时产生有简单分子的化学反应自由基:在原子、分子或离子中,只要有未成对电子的原子、分子或离子歧化终止:某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子的终止反应偶合终止:两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应动力学链长:活性链从引发阶段到终止阶段所消耗的单体分子数阻聚:每一个自由基都终止,使聚合反应完全停止缓聚:仅使部分自由基终止,使聚合反应减缓诱导期:引发剂分解,出击自由基为阻聚杂质所终止,无聚合物形成,聚合物速度为0的时期自由基寿命:自由基从产生到终止所经历的时间聚合上限温度:平衡单体浓度为1mol/L时的平衡温度活性阴离子聚合体系:无转移、无终止的聚合体系自加速:外界因素不变,仅由于体系本身引起的加速现象引发剂效率:引发聚合的引发剂量占引发剂分解或消耗总量笼蔽效应:当体系中有溶剂存在时,引发剂分解形成的初级自由基不能即刻同单体反应引发聚合,而是处于溶剂分子构成的“笼子”的包围之中,初级自由基只有扩散出笼子之后,才能与单体发生反应,生成单体自由基诱导分解:引发剂在体系中存在的各种自由基作用下发生分解反应的过程均缩聚:均缩聚反应的单体只有一种,但单体带有两种不同的官能团混缩聚:含有不同官能团的两种单体分子间进行的缩聚反应则为混缩聚反应共缩聚:在均缩聚反应、混缩聚反应体系中再加入另外一种单体而进行的缩聚反应平衡缩聚:衡常数小于103的缩聚反应,聚合时必须充分除去小分子副产物,才能获得较高分子量的聚合产物非平衡缩聚:平衡常数大于103的缩聚反应,官能团之间的反应活性非常高,聚合时几乎不需要除去小分子副产物,且可获得高分子量的聚合物反应程度:参加反应的官能团数占起始官能团数的分率平均聚合度:体系中每一个分子所具有的结构单元数体型缩聚:除线形方向缩聚外,侧基也能聚合,先形成支链,而后进一步形成体型缩聚物凝胶化:反应初期产物能够溶能熔,当反应进行到一定程度时,体系粘度将急剧增大,迅速转变成具有弹性的凝胶状态竞聚率:均聚速率常数和交叉聚合速率常数之比,表示了单体的自聚能力与共聚能力之比本体聚合:单体本身加少量引发剂(甚至不加)的聚合悬浮聚合:单体以液滴状悬浮于水中的聚合乳液聚合:单体、水、水溶性引发剂、乳化剂配成乳液状态所进行的聚合溶液聚合:单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合第三章高分子的链结构和凝聚态结构构型:分子链中由化学键所固定的原子在空间的几何排列构象:由于单键内旋转造成的原子(或基团)在分子中的空间排列远程结构:高分子的大小(相对分子质量及相对分子质量分布)和大分子在空间呈现的形状(各种构象,均方末端距)内旋转活化能:反式构象与顺式构象的势能差成为内旋转势垒链段:从分子链中划分出来可以任意取向的最小运动单元静态柔顺性:大分子链在热力学平衡条件下的柔顺性动态柔顺性:指高分子链在一定外界条件下,从一种平衡态构象(比如反式)转变到另一种平衡态构象(比如旁式)的速度高分子的柔顺性:高分子能够改变其构象的性质取向:在外力场,特别是拉伸场作用下,分子链、链段或晶粒沿某一方向或两个方向择优取向排列,使材料发生各向异性的变化内聚能:克服分子间作用力,把1mol的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量内聚能密度:单位体积的内聚能液晶态:介于液相(非晶态)和晶相之间的中介状态,它是一种排列相当有序的液态第四章高分子材料的主要物理性能玻璃化转变温度:玻璃态向高弹态转变的温度,即链段开始运动或冻结的温度脆点(脆化温度Tb):一定温度以下,聚合物处于脆态,大分子的柔性消失,这个温度称为脆点自由体积理论:当温度降低时,自由体积逐步减少,到某一温度时,自由体积将达到某一值,即无法提供足够空间供链段运动,这时高聚物进入玻璃态,链段运动被冻结,这一临界温度叫玻璃化温度,在临界值以下,已无足够空间进行分子链构象的调整,因此高聚物的玻璃态可称为等自高弹性:形变量大,模量小,本质是熵弹性粘弹性:粘性、弹性行为同时存在的现象Maxwell 麦克斯维尔模型:一个虎克弹簧和一个牛顿粘壶串连的模型Kelvin 凯尔文模型:虎克弹簧和牛顿粘壶并联而成蠕变:恒温、恒负荷下,高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象应力松弛:恒温恒应变下,材料的内应力随时间的延长而衰减的现象松弛时间:应力松弛到σ0的1/e的时间滞后现象:试样在交变应力作用下,应变的变化落后于应力的变化的现象力学损耗:聚合物在交变应力作用下,产生滞后现象,而使机械能转变为热能的现象屈服现象与屈服点:超过了此点,冻结的链段开始运动,试样出现的局部变细的现象银纹:张应力作用下,于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向,以至于在材料表面或内部出现微细凹槽的现象强迫高弹形变:非晶高分子在处于玻璃态时,链段冻结,但在恰当速率下拉伸,材料仍能发生百分之百的大形变脆韧转变温:断裂应力与屈服应力相等时的对应温度相对粘度:增比粘度:比浓粘度:特性粘度:流变性:流动过程中的粘弹性剪切变稀效应:剪切速率增大,表观粘度降低牛顿流体:遵循牛顿流体定律的流体非牛顿流体:不完全服从牛顿流动定律的流体表观粘度:高分子流动曲线上一点到坐标原点的割线斜率为流体的表观粘度牛顿流动定律:大多数小分子液体流动时,剪切应力与剪切速率成正比自由基聚合反应常用引发剂偶氮二异丁氰(AIBN),过氧化二苯甲酰(BPO ),过硫酸钾K 2S 2O 8和过硫酸铵(NH 4)2S 2O 8阳离子聚合反应常用引发剂质子酸,如浓H 2SO 4、 H 3PO 4 、 HClO 4等强质子酸Lewis 酸,如AlCl 3、BF 3(需要有水),SnCl 4、ZnCl 2、TiBr 4等阴离子聚合反应常用引发剂碱金属如 Li 、Na 、K 、萘钠络合物有机金属化合物如 金属氨基化合物、金属烷基化合物(丁基锂(n-C 4H 9Li ))氢卤酸能作为阳离子聚合反应的引发剂吗?氢卤酸的X -亲核性太强,不能作为阳离子聚合引发剂,会与活性中心结合成共价键,使链终止自由基聚合反应通常可以得到分子量巨大的聚合物原因是聚合物的分子量取决于链增长反应速率与链终止反应速率的相对大小,当体系中不存在链转移反应时,聚合度等于链增长反应速率与链终止反应速率的比值在离子聚合反应过程中,能否出现自动加速效应?为什么?不存在,因为自由基聚合反应中的自由加速效应是由于随着反应的进行体系粘度随转化率提高后,双基终止困难,终止速率下降 ,而对链增长速率影响不大,导致自动加速,而离子聚合反应中不存在双基终止乙烯,丙烯,丁烯,异丙烯,烷基乙烯基醚能聚和成高分子聚合物吗?前三个不能,侧基推电子能力弱,异丙烯可以,有两个推电子的甲基,可以, p-π共轭大于氧原子的诱导效应,使双键电子云密度增加阴离子聚合无终止的主要原因活性链上脱负氢离子困难反离子一般为金属阳离子,无法从其中夺取某个原子或 H + 而终止注:1.形成π-π共轭,三种聚合均可进行2.阳离子聚合反应中单体插入聚合,离子对的存在使链增长末端是不自由的,对链节构型有一定的控制能力3.阳离子聚合反应中单体转移是主要的链终止方式之一,只能单基终止,自发终止或向反离子转移终止4.阴离子聚合反应无转移,无终止。

聚乙烯醇胶的固化原理

聚乙烯醇胶的固化原理

聚乙烯醇胶的固化原理
聚乙烯醇胶是一种常见的胶水,它能够在固化后形成坚固的粘接,被广泛应用于包装、建筑、家具和手工制作等领域。

那么,聚乙烯醇胶的固化原理是什么呢?其实,聚乙烯醇胶的固化原理主要与其分子结构和固化剂的作用有关。

首先,聚乙烯醇(PVA)是一种高分子聚合物,其分子结构中含有大量的羟基(-OH)官能团。

这些羟基官能团可以与水分子发生氢键作用,使得PVA在水中能够溶解。

当聚乙烯醇胶涂抹在物体表面时,水分子会使PVA分子间发生相互交联,从而形成一种网状结构。

这种网状结构能够将物体牢固地粘接在一起。

其次,固化剂是聚乙烯醇胶固化的关键因素之一。

在聚乙烯醇胶中,通常会加入一些固化剂,例如甘醇、琥珀酸等,这些固化剂能够与PVA中的羟基官能团发生化学反应,促使PVA分子之间的交联作用更为牢固。

固化剂的作用可以加速聚乙烯醇胶的固化速度,提高其固化强度,从而使接合部位更加牢固。

此外,温度和湿度也是影响聚乙烯醇胶固化效果的重要因素。

一般来说,在较高的温度条件下,聚乙烯醇胶的固化速度会更快,固化强度也会更高。

而在较潮湿的环境中,水分子与PVA分子的相互作用也会更为充分,有利于聚乙烯醇胶的固化效果。

总的来说,聚乙烯醇胶的固化原理主要是通过PVA分子间的氢键相互作用和固化剂的化学反应,使得PVA形成网状结构,并在一定的温湿度条件下,使得PVA
分子间的交联作用更为牢固,从而实现胶水的固化。

值得注意的是,在使用聚乙烯醇胶时,需要注意控制好温湿度条件,并选择适当的固化剂,以确保胶水的固化效果和牢固性。

高分子材料加工原理备课笔记(下)

高分子材料加工原理备课笔记(下)

四.取向对聚合物性能的影响对于非晶聚合物和结晶聚合物,聚合物在取向(拉伸取向和流动取向)方向上的力学强度(拉伸强度、冲击强度)提高,而在垂直于取向方向上的力学强度有所降低,对于非晶聚合物,聚合物在取向方向上的断裂伸长率提高,而结晶聚合物的断裂伸长率随取向的增加而降低。

为改进和避免在取向方向上的力学差异,可通过双轴取向来解决。

对于非晶聚合物和结晶聚合物在取向方向和垂直于取向方向的力学性能差异的原因有所不同:非晶聚合物取向方向上的力学强度主要由分子链的取向贡献,而垂直于取向方向上的力学强度主要由分子间的次价键贡献。

结晶聚合物取向方向上的力学强度主要由连接晶片的伸直链段贡献。

而垂直于取向方向上的力学强度主要靠晶片间的作用力贡献。

双轴取向时,沿平面方向的力学各向异性与相互垂直的两方向的拉伸倍数有关,拉伸倍数相差越小,平面内的各项异性相差越小。

取向除了可以提高材料在拉伸方向上的力学性能,还可以提高聚合物的玻璃化转变温度以及影响制品的线膨胀系数。

第三节 加工过程中聚合物的降解除少数有意的降解,加工中的降解大多有害,降解导致聚合物带色,分子量(或粘度)降低、制品出现气泡和流纹、物理机械性能降低等。

一般情况下,降解不会形成新的物质,而是形成聚合物低的同类大分子,严重的情况下可能使聚合物降解得到单体或其他低分子物。

了解聚合物降解过程的机理和基本规律对聚合物加工的意义: 为了工艺上的目的需要利用降解反应时,要设法使降解作用加强; 为提高加工制品的质量和使用寿命时则要尽可能减少降解反应得程度。

一.加工过程中聚合物降解的机理加工过程中的降解发生的化学变化包括:大分子的断链、支化和交联几种作用。

过程中不断有化学键的断裂,并伴有新键的产生和聚合物结构的改变。

按照化学反应特征可将降解分为:链锁降解和无规降解 一.游离基链式降解引发条件:热、应力等物理因素。

特点:由于聚合物中所有的化学键的能量十分接近,降解是无规则地选择进行。

高分子化合物和聚合物

高分子化合物和聚合物

高分子化合物和聚合物高分子化合物是由长链状分子组成的大分子化合物,其中一种重要的类型就是聚合物。

聚合物是由重复单元结构组成的高分子化合物。

在化学领域,聚合物是非常重要的研究对象,因为它们广泛应用于各个领域,例如塑料、纤维和橡胶等。

本文将介绍高分子化合物和聚合物的基本概念、性质以及应用。

一、高分子化合物的基本概念高分子化合物是指由许多重复单元通过化学键连接而成的大分子化合物。

这些重复单元称为聚合单体,通过聚合反应形成高分子化合物。

聚合反应可以分为两种类型:加成聚合和缩聚聚合。

1. 加成聚合加成聚合是指通过单体分子之间的化学键形成新的化学键,同时释放一个小分子,如水。

这种反应通常需要催化剂的存在。

常见的加成聚合反应有乙烯聚合制备聚乙烯、苯乙烯聚合制备聚苯乙烯等。

2. 缩聚聚合缩聚聚合是指通过两个分子之间的化学反应结合成一个新分子,同时释放一个小分子,如水。

常见的缩聚聚合反应有酯化反应、醛缩反应等。

二、聚合物的性质及分类聚合物具有许多独特的性质,这些性质使得它们被广泛应用于各个领域。

根据聚合物的性质和结构,可以将聚合物分为三类:线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物。

1. 线性聚合物线性聚合物是由线性排列的聚合单体组成的高分子化合物。

这些聚合物通常具有较高的拉伸强度和刚性,并且能够形成纤维和薄膜。

例如,聚乙烯和聚丙烯都是线性聚合物。

2. 支化聚合物支化聚合物是由线性聚合物上的支链结构组成的高分子化合物。

这些支链结构使得聚合物分子呈现出分支状的结构,从而降低了聚合物的密度和熔点。

聚合物的分支结构还可以改善聚合物的溶解性和加工性能。

3. 交联聚合物交联聚合物是由交联结构连接的高分子化合物。

这些聚合物具有良好的弹性和耐热性,因此广泛应用于橡胶制品和涂层材料等领域。

常见的交联聚合物有聚硅氧烷和聚乙烯醇等。

三、聚合物的应用聚合物在各个领域有广泛的应用。

以下是一些常见的聚合物应用:1. 塑料塑料是一种重要的聚合物制品,广泛用于包装、建筑、电子等行业。

聚合物切片干燥的原理

聚合物切片干燥的原理
聚合物切片干燥是一种将高分子聚合物材料转变为薄片形式的过程,常见于制备聚合物薄膜、薄片等应用。

以下是聚合物切片干燥的一般原理:
1. 材料准备:聚合物通常以溶液或熔体的形式存在。

在切片干燥之前,需要制备合适的聚合物材料,例如聚合物的溶液或熔体。

2. 涂布或铺设:将聚合物溶液或熔体均匀涂布或铺设在一个平坦的基底上。

这可以通过涂布、浇铸、旋涂等方法实现。

3. 挥发溶剂或冷却凝固:如果使用聚合物溶液,需要等待其中的溶剂挥发或通过其他方式将其去除,留下聚合物薄膜。

如果是聚合物熔体,可能需要通过冷却凝固使其固化。

4. 切片:干燥后的聚合物薄膜或薄片需要进行切割。

这可以通过机械切割、刀片切割、激光切割等方法完成。

5. 附加处理:切片后,可能需要进行附加的处理步骤,如退火、拉伸、热处理等,以调整薄片的性能和结构。

整个过程的目标是在基底上制备出均匀、薄而稳定的聚合物薄膜或薄片。

切片干燥的具体步骤和条件会因使用的聚合物种类、溶剂或熔体、应用等因素而有所不同。

此外,工艺中需要注意控制温度、湿度、速度等参数,以确保薄片的质量和性能。

高分子材料加工原理

高分子材料加工原理一、高分子材料加工原理:1.高分子材料的加工性质:1)、高分子材料的加工性:高分子具有一些特有的加工性质,如良好的可塑性,可挤压性,可纺性和可延性。

正是这些加工性质为高分子材料提供了适于多种多样加工技术的可能性,也是高分子能得到广泛应用的重要原因。

高分子通常可以分为线型高分子和体型高分子,但体型高分子也是由线型高分子或某些低分子物质与分子量较低的高分子通过化学反应而得到的。

线型高分子的分子具有长链结构,在其聚集体中它们总是彼此贯穿、重迭和缠结在一起。

在高分子中,由于长链分子内和分子间强大吸引力的作用,使高分子表现出各种力学性质。

高分子在加工过程所表现的许多性质和行为都与高分子的长链结构和缠结以及聚集态所处的力学状态有关。

根据高分子所表现的力学性质和分子热运动特征,可将其划分为玻璃态、高弹态和粘流态,通常称这些状态为聚集态。

高分子的分子结构、高分子体系的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变的主要因素,在高分子及其组成一定时,聚集态的转变主要与温度有关。

不同聚集态的高分子,由于主价健与次价健共同作用构成的内聚能不同而表现出一系列独特的性质,这些性能在很大程度上决定了高分子材料对加工技术的适应性,并使高分子在加工过程表现出不同的行为。

高分子在加工过程中都要经历聚集态转变,了解这些转变的本质和规律就能选择适当的加工方法和确定合理的加工工艺,在保持高分子原有性能的条件下,能以最少的能量消耗,高效率地制备良好的产品。

玻璃态高分子不宜进行引起大变形的加工,表现为坚硬的固体,但可通过车、铣、削、刨等进行加工。

在玻璃化温度Tg以下的某一温度,材料受力容易发生断裂破坏,这一温度称为脆化温度,它是材料使用的下限温度。

在Tg以上的高弹态,高分子的模量减少很多,形变能力显著加大。

在Tg-Tf温度区靠近Tf,由于高分子的粘性很大,可进行某些材料的真空成型、压力成型、压延和弯曲成型等。

把制品温度迅速冷却到Tg以下温度是这类加工过程的关键。

稳定与降解(第二章)1(四川大学,高分子材料),

含不饱和二烯类的橡胶比饱和聚合物的耐氧 化性差很多。 原因:烯丙基氢和苯甲基氢离解键能(活化 能)小于乙烯基氢和苯基氢。其离解后自由 基由于与π电子体系的共轭,处于相对稳定状 态。
依此类推,不饱和结构对α氢原子的反应 性有明显的活化效应。 其它不饱和官能团如羰基、腈基也有此现 象。
(2)支化结构
引发
增长
终止
① 当氧浓度达到空气中的浓度或更高时,R· 和 氧的结合速率非常快,[R· <<[ROO· ] ]. 因此,ROO· 的双基耦合终止占绝对优势。 引发速率等于中止速率(到达稳态)时,可 得稳态时ROO· 的浓度。
氧化速率v : 仅取决于链增长的第一个反应。
OX
可见: 氧浓度大于或等于空气中的氧浓度时,氧化
实际发生的聚合物热降解介于该两种 类型之间。
3. 主链不断裂的小分子消除反应
由侧基的消除引起聚合物的降解; 最后才引起主链断裂和全面降解。
【例】PVC的热降解
特点:可以从分子链任何部位无规消除
热降解

热降解的类型
解聚反应 (拉链降解) 无规断链反应 低分子量聚合物 聚合物相对分子 量迅速下降,而聚 合物质量基本不变 产生大量的低分 子挥发,聚合物质 量则迅速损失 主链不断裂的小分子 消除反应 形成小分子, 但不是单体 侧基的消除
反应速率与氧浓度无关;
② 氧浓度很低时,[R· ]>>[ROO· ],氧化反应速 率决定于R· 与氧的反应速率。 终止反应中R· 的双基耦合终止占绝对优势, 稳态时:
氧化速率可表示为:
可见: 氧浓度很低时,氧化反应速率与氧浓度有关;
2. 影响热氧降解的因素:
聚合物的热氧稳定性主要受聚合物结构因 素(内因)的影响。 (1)聚合物的饱和程度

高分子合成原理与工艺学

第一章绪论5. 开发新产品或新工艺的步骤和需注意的问题有哪些?答: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。

答:石油化工路线、煤炭路线、其他原料路线3.如何由石油原料制得芳烃?并写出其中的主要化学反应及工艺过程。

答:用全馏程石脑油(沸点<200°C的直馏汽油——由原油经常压法直接蒸馏得到的汽油)于管式炉中,820°C下裂解产生。

5.简述从三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯),乙炔出发制备高分子材料的主要单体合成路线(可用方程式或图表表示,并注明基本工艺条件)。

答:乙烯~聚乙烯、乙丙橡胶;丙烯~聚丙烯、聚氯丙烯;苯~聚苯乙烯、聚碳酸酯;丁二烯~顺丁橡胶、ABS树脂;甲苯~硝化~二硝基甲苯~二氨基甲苯~甲苯二异氰酸酯+多元醇~聚氨基甲酸酯6.如何由煤炭路线及石油化工路线生产氯乙烯单体?(1)石油化工路线:原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。

以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。

裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。

氧氯化法: 4CH2 CH2 + 2Cl 2 + O2 ——4 C2H3Cl + 2H2O(2)煤炭路线:煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭,焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石(CaC2),电石与 H2O 反应得到乙炔。

乙炔合成法:C2H2 + HCl ——C2H3Cl8.试述合成高分子材料所用单体的主要性能,在贮存、运输过程中以及在使用时应注意哪些问题?答:主要性能:能够发生聚合反应的单体分子应当含有两个或两个以上能够发生聚合反应的活性官能团或原子,仅含有两个聚合活性官能度的单体可以生成高分子量的线形结构高分子化合物,分子中含有两个以上聚合活性官能度的单体则要求生产分子量低的具有反应活性的聚合物。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高分子聚合物工作原理
高分子聚合物是由许多重复单元通过化学键结合而成的巨大分子。

它们在日常生活和工业应用中起着重要作用。

本文将详细探讨高分子聚合物的工作原理,包括聚合反应、分子链构象以及性能表现。

1. 聚合反应
聚合反应是高分子聚合物形成的核心过程。

在聚合反应中,单体分子通过链式、步骤式或环状反应机制发生化学键的形成,最终形成长链高分子。

举个例子来说明聚合反应的过程。

假设我们以乙烯单体为例进行聚合反应。

首先,引发剂或催化剂会刺激单体分子中的一个碳-碳双键,使其斩断,形成自由基。

这个自由基会与另一个乙烯分子结合,再次形成碳-碳双键。

这一过程不断重复,直到形成非常长的聚乙烯链。

2. 分子链构象
高分子聚合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的线状或分支状结构。

分子链的构象对聚合物的性能表现有重要影响。

在理想状态下,高分子聚合物的分子链呈直线状排列,称为“全展开构象”。

然而,在现实中,由于聚合反应的复杂性和其他影响因素,分子链经常处于缠绕、折叠或扭曲的状态,称为“团聚构象”。

这些构象的变化会对聚合物的强度、柔韧性和其他物理性质产生重大影响。

3. 性能表现
高分子聚合物的性能表现是工业应用中的主要考量因素。

以下列举
了几个常见的高分子聚合物性能特点:
3.1 强度和刚度:高分子聚合物通常具有较高的强度和刚度,使其
在结构材料中得到广泛应用。

比如聚合物玻璃纤维增强复合材料具有
出色的强度和刚度,被广泛用于汽车、航空航天和建筑领域。

3.2 耐磨性:许多高分子聚合物具有出色的耐磨性能。

举个例子,
聚四氟乙烯(常称为特氟龙)具有低摩擦系数和出色的耐腐蚀性能,
因此被广泛用于化工管道、密封件和润滑材料等领域。

3.3 热稳定性:某些高分子聚合物在高温环境下能够保持良好的结
构稳定性。

例如聚酰亚胺具有出色的热稳定性和耐火性,常用于高温
电气设备和航天器件。

3.4 可塑性和可加工性:高分子聚合物可通过加热和塑性变形以及
多种加工工艺加工成各种形状,如薄膜、纤维和注塑制品。

这使得高
分子聚合物成为制造行业的关键材料。

总结:
高分子聚合物的工作原理涵盖了聚合反应、分子链构象和性能表现。

聚合反应是形成高分子链的基本过程,而分子链的构象决定了聚合物
的物理性质。

不同的构象和分子结构还赋予高分子聚合物各种各样的
性能,如强度、耐磨性、热稳定性以及可塑性和可加工性。

通过深入
了解高分子聚合物的工作原理,我们能够更好地应用和开发这些重要
的材料。

相关文档
最新文档