水溶性高分子简介

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功能高分子材料知识点总结

功能高分子材料知识点总结

功能高分子材料知识点总结关于功能高分子材料知识点总结离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。

经过各种官能化的聚苯乙烯树脂,含有H 离子结构,能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂,含有OH一离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。

它们主要用于水的处理。

离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水淡化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。

高分子催化剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。

它具有魔法般的催化性能,反应在常温、常压下进行,催化活性极高,几乎不产生副产物。

近十年来,国内外多有研究用人工合成的方法模拟酶,将金属化合物结合在高分子配体上,开发高活性、高选择性的高效催化剂,这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。

已有的研究工作表明,高分子金属催化剂对加氢反应、氧化反应、硅氢加成反应、羰基化反应、异构化反应、聚合反应等具有很高的催化活性和选择性,而且易与反应物分离,可回收重复使用。

导电高分子材料复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。

该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。

与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。

与金属和半导体相比较,导电高分子的电学性能具有如下特点:通过控制掺杂度,导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。

目前最高的室温电导率可达105S/cm,它可与铜的电导率相比,而重量仅为铜的1/12;导电高分子可拉伸取向。

沿拉伸方向电导率随拉伸度而增加,而垂直拉伸方向的电导率基本不变,呈现强的电导各向异性;尽管导电高分子的室温电导率可达金属态,但它的电导率-温度依赖性不呈现金属特性,而服从半导体特性;导电高分子的载流子既不同于金属的自由电子,也不同于半导体的电子或空穴,而是用孤子、极化子和双极化子概念描述。

遇水会反应的高分子

遇水会反应的高分子

遇水会反应的高分子高分子材料是一类具有特殊结构和性质的大分子化合物,广泛应用于各个领域。

其中,有一类高分子材料在遇到水分时会发生反应,这种特性为许多应用提供了便利。

本文将介绍几种以遇水会反应的高分子材料及其应用。

一、聚丙烯酸钠(SAP)聚丙烯酸钠是一种超吸水性高分子材料,其分子链上含有大量的羧酸基团,使其具有极强的吸水能力。

当SAP与水接触时,水分子与SAP的羧酸基团发生氢键作用,吸附在SAP分子上,从而形成大量的水凝胶。

这种水凝胶具有出色的吸水性能,可用于制备尿不湿、卫生巾等产品。

二、聚乙烯醇(PVA)聚乙烯醇是一种可溶于水的高分子材料,具有优异的附着性和膜化性。

当PVA与水接触时,分子链上的羟基与水分子发生氢键作用,使PVA溶解于水中。

这种特性使得PVA广泛应用于粘合剂、涂料、纸张加工等领域。

三、聚醚酮(PEEK)聚醚酮是一种具有高温稳定性和耐化学腐蚀性的高分子材料。

当PEEK与水接触时,水分子会渗透到PEEK的分子链中,与PEEK分子内的羧基发生反应,导致PEEK的分子链发生断裂。

这种特性使得PEEK可以用于制备水解可降解的材料,例如医疗领域中的可吸收缝线。

四、聚乳酸(PLA)聚乳酸是一种可降解的高分子材料,其分子链中含有大量的酯键。

当PLA与水接触时,水分子会进入PLA的分子链中,与酯键发生水解反应,使PLA分子链断裂。

这种特性使得PLA成为一种环境友好的材料,可用于制备一次性餐具、生物医用材料等。

以上介绍了几种以遇水会反应的高分子材料及其应用。

这些材料的特性使得它们在各个领域中发挥重要作用。

在未来的发展中,我们可以进一步探索这些材料的性能和应用,为人们的生活带来更多便利和创新。

高分子絮凝剂分类及使用

高分子絮凝剂分类及使用

高分子絮凝剂分类及使用有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺(PAM),它由丙烯酰胺(AM)单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的摩擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

聚丙烯酰胺PAM也是污水处理较为常用的水处理药剂。

一、非离子聚丙烯酰胺非离子聚丙烯酰胺系列产品分子链中含有一定量极性基因能吸附水中悬浮的固体粒子, 使粒子间形成大的絮凝物。

它加速悬浮液中的粒子的沉降,有非常明显的加快溶液的澄清, 促进过滤等效果,广泛用于化学工业废水、废液的处理,市政污水处理。

尤其当污水呈弱酸性时,采用本产品较为适宜。

1、产品特点:A.与无机混凝剂配合性好。

B.水溶性好,在冷水中也能完全溶解。

C.处理后的水澄清度高。

D.絮团紧密、投加量少。

2、产品用途E.纺织工业助剂,添加一些其它化学品可配制成化学浆料,用于纺织品上浆,可提高粘着性,渗透性和脱浆性能,使纺织品具有防静电性,减少上浆率,减少浆斑,布机断头和落物。

A.可用作污水处理剂,当污水显酸性悬浮液时采用非离子聚丙烯酰胺,作絮凝更为合适,这时非离子起的是吸附架桥作用,使悬浮的粒子产生絮凝沉淀。

达到净化水的目的,也可作上水处理,本产品无毒性,尤其是和无机絮凝剂配合使用,使水处理效果更佳。

B.将非离子聚丙烯酰胺溶液加入交联剂,喷洒在沙漠上,固化成膜可防沙、固沙,在治理沙漠上,是一个很重要的方法。

非离的吸湿性很强.它可保持土壤的水份, 在干旱的地区,使用NPAM进行土壤改良是一个很好的措施。

C.主要用于各种改性聚丙烯酰胺的基础原料。

如阴离子聚丙烯酰胺,可根据用途选择不同牌号的非离子聚丙烯酰胺作基础原料进行水解而得。

D.非离子聚丙烯酰胺和木质纤维素配合,再加一些化学助剂,可用油田调剖堵水剂。

二、阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)外观为白色粉粒,是线型高分子化合物,由于它具有多种活泼的基团,可与许多物质亲和、吸附形成氢键。

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用* 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275摘要:本实验采用溶液聚合法,以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯,然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解,得到聚乙烯醇5.527 g,产率54.0%,之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。

之后利用聚乙烯醇的缩醛化反应制备胶水,利用聚乙烯醇的性质制备面膜。

关键词:水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法1.引言水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物,是一种亲水性的高分子材料,在水中能溶胀而形成溶液或分散液。

1924年,德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中,得到聚乙烯醇(PV A)。

聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体,无毒无味,是使用最广泛的合成水溶性高分子,具有优良的力学性能和可调节的表面活性。

PV A具有多羟基强氢键,以及单一的-C-C-单键结构,这样的结构不但使PV A具有亲水性,还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。

PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯,然后将其醇解生成PV A,其反应式如下:PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇,因此,其发生的反应为多元醇反应,如醚化、酯化、缩醛化。

聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。

本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应,生产聚乙烯醇缩甲醛,作为胶水使用。

2.实验过程2.1 实验仪器三颈瓶,回流冷凝管,水浴锅,蒸汽蒸馏装置,滴液漏斗,pH试纸,培养皿,抽滤装置,滤纸,真空烘箱。

2.2 实验试剂偶氮二异丁腈(AIBN),甲醇,乙酸乙烯酯,NaOH,聚乙烯醇,甲酸,40%甲醛水溶液,盐酸,羧甲基纤维素,丙二醇,乙醇。

2.3 实验步骤2.3.1聚合反应往装有回流冷凝管的三颈瓶中加入0.03 g (0.18 mmol )AIBN ,20 g (22 mL )乙酸乙烯酯和10 mL 甲醇,开动搅拌。

水溶性聚合物

水溶性聚合物

第十三章水溶性聚合物本章主要内容:概述重要的水溶性聚合物重点:离子型、非离子型、两亲性水溶性聚合物难点:无13.1 概述概念:可溶于水的聚合物应用:絮凝剂、增稠剂、织物整理剂、纸张处理剂、油水别离剂、消泡剂、土壤改进剂、缓冲剂、石油钻探用剂聚合物具有水溶性的条件:① 主链含有亲水性优良的短链醚键或仲胺键,而形成的聚合物为无定形者,如聚氧乙烯、聚乙烯胺、还有 PPO、PEG②主链为 C-C 键,但沿 C-C 主链分别众多的亲水基团,如:-SO3H 、-COOH 、 -CONH2 、-OH 、 -OCH3 、-NH2聚合物的分类① 按聚合物来源——天然水溶性聚合物,包括来自天然物质淀粉、蛋白质、海藻等提取的水溶性聚合物;——半合成水溶性聚合物,由天然高分子经化学改性得到的水溶性聚合物,如羧甲基纤维素、甲基纤维素等;——合成水溶性聚合物,聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等;② 按是否带离子及离子电荷种类分:——非离子型〔水溶性〕聚合物;——离子型〔水溶性〕聚合物,又称聚电解质〔polyelectrolytes) 离子型又分为 :a. 阳离子聚合物或聚阳离子〔polycation);b. 阴离子聚合物或聚阴离子〔polyanion);c. 两性聚合物〔 amphoteric polymers)憎水缔合聚合物水溶性聚合物分子中如含有少量憎水长碳链 (C6-8)构成的单体链段,那么此聚合物具有憎水缔台现象。

与一般水溶性聚合物的溶液性质有所不同,可称之为憎水缔合聚合物。

吸水树脂交联结构的水溶性聚合物不溶于水而在水中溶胀,即可吸收适量水分,称为吸水性树脂。

水凝胶——吸水量为干树脂百分之数十份者称为水凝胶。

高吸水性树脂——吸水量达数 10 倍,数百倍以至 3000 倍者称之为高吸水性树脂。

13.1.1 水溶性聚合物分子结构与溶液性能分子结构——水溶性聚合物与一般聚合物相似可以是均聚物或共聚物,共聚物可为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物以及接枝共聚物,其大分子可为线型、具有长支链线型以及树枝状的多支链。

几种水溶性高分子在水中的聚合

几种水溶性高分子在水中的聚合

几种水溶性高分子在水中的聚合一、丙烯酰胺水溶液聚合一、实验目的1.掌握溶液聚合的方法和原理。

2.学习如何选择溶液。

3.掌握聚合物的处理方法。

二、实验原理将单体溶于溶剂中而进行聚合的方法叫做溶液聚合。

生成聚合物有的溶解有的不溶,前一种情况称为均相聚合,后者则称为沉淀聚合。

自由基聚合,离子型聚合和缩聚均可用溶液聚合的方法。

在沉淀聚合中,由于聚合物处在非良溶剂中,聚合物链处于卷曲状态,端基被包裹,聚合一开始就出现自动加速现象,不存在稳态阶段。

随着转化率的提高,包裹程度加深,自动加速效应也相应增强,沉淀聚合的动力学行为与均相聚合有明显不同。

均相聚合时,依双基终止机理,聚合速率与引发剂浓度的平方根成正比。

而沉淀聚合一开始就是非稳态,随包裹程度的加深,其只能单基终止,故聚合速率将与引发剂的浓度的一次方成正比。

在均相溶液聚合中,由于聚合物是处在良溶剂环境中,聚合物处于比较伸展状态,包裹程度浅链扩散容易,活性端基容易相互靠近而发生双基终止。

只有在高转化率时,才开始出现自动加速现象,若单体浓度不高,则有可能消除自动加速效应,使反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。

因而溶液聚合是实验室中研究聚合机理及聚合动力学等常用的方法之一。

进行溶液聚合时,由于溶剂并非完全是惰性的,其对反应会产生各种影响,选择溶剂时应考虑以下几个问题:(1)对引发剂分解的影响:偶氮类引发剂(偶氮二异丁腈)的分解速率受溶剂的影响很小,但溶剂对有机过氧化物引发剂有较大的诱导分解作用。

这种作用按下列顺序依次增大:芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类,诱导分解的结果使引发剂的引发效率降低。

(2)溶剂的链转移作用:自由基是一个非常活泼的反应中心,它不仅能引发单体分子,而且还能与溶剂反应,夺取溶剂分子的一个原子,如氢或氯,以满足它的不饱和原子价。

溶剂分子提供这种原子的能力越强,链转移作用就越强。

链转移的结果使聚合物分子量降低。

若反应生成自由基活性降低,则聚合速度也将减小。

光响应高分子水凝胶材料


感光基团 引人的感光基团种类很多,主要有:光二聚型感光基团 (如肉桂酸醋基)、重氮或叠氮感光基团(如邻偶氮醒磺 酸基)、丙烯酸醋基团以及其他具有特种功能的感光基 团(如具有光色性、光催化性和光导电性基团等)。
பைடு நூலகம்
4.光响应高分子水凝胶的制备
将所合成的丙烯酸酯偶氮苯(AZO-n)、HEMA、PEGDA600 和 MBAA 按一定比例混合(丙烯酸酯偶氮苯:甲基丙 烯酸羟乙酯:PEGDA600:N,N-亚甲基双丙烯酰胺 =0.02~0.1g:0.7g:0.2g:0.1g) ,制备的 5 种丙 烯酸酯偶氮苯含量不同的水凝胶。
将冻干后的水凝胶浸到 50ml 浓度为 2*10-2mol/L 的利巴韦林溶液 中,静置24h,使水凝胶达到最大溶胀,取出水凝胶,用滤纸吸干表 面的溶液,将其放入去离子水中算出每克凝胶所释放的药物量。
(1)含 AZO-6 的水凝胶在光照后的药物释放量略微增 加。偶氮苯基的异构化反应对释放的阻力影响不大。
AZO-6
AZO-8
聚乙二醇二丙烯酸酯(600) 甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)
N,N-亚甲基双丙烯酰胺
聚合物结构特点
(1)聚合物结构复杂交联程度很高 (2)AZO-6和AZO-8 含亲水的羟基和磺酸基 (3)侧脸上含有偶氮基团
在达到溶胀平衡后,再用 320-390nm 的紫外光光照, 我们发现凝胶的溶胀度会 随时间增加而减少。但减 少的不是很明显,大约减 少 5%左右。
(2)在无光照条件下,随着 AZO-8 在水凝胶中组分含 量的增加,而使利巴韦林的释放量减少,说明磺酸根的 增加使药物释放量减少,即磺酸根与药物的氢键作用使 得释放的阻力增加。 在光照的条件下,含 AZO-8 的水凝胶的释放量不 随磺酸基的增加而改变,且明显比无光照时多。 光照使得偶氮苯基团发生异构化反应,改变了基团 的分子构型,顺式偶氮苯的磺酸根被偶氮苯的两个苯环 包围,因为氢键的空间指向性和苯环的空间位阻,使得 磺酸根很难与药物形成氢键结合,从而使得释放的阻力 降低。

水溶性聚合物

环、乙二醇等极性溶剂中,而不溶于乙醚、脂 肪烃、芳烃等非极性溶剂中。其一价金属盐和 铵盐可溶于水。
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(3)应用 在采矿、纺织、化妆品、造纸以及水处理
等领域得到应用。 主要用途:作为增稠剂用于二次采油工业,
可以明显提高采油率。作为分散剂用于涂料中 用作颜料的分散剂,水泥中改善分散性提高混 凝土强度。作为絮凝剂用于饮用水和污水的处 理领域。
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13.2.6 吸水性树脂
定义:由亲水性或水溶性单体合成的具有交联 结构的高分子树脂,不溶于水,而在水中溶胀。 根据吸水量与用途可分为: 水凝胶(Hydrogel):吸水量为树脂量的百分之 数十者,吸水后具有一定的机械强度。 高吸水性树脂:吸水量为树脂的数十至上千倍。
OH
CH3COOCH3
根据水解度和聚合度定商品牌号。 水解度: 98~99% 87~89% 79~83% 聚合度: 500~600 1400~1800 2400~2500
中国商品1799、1788牌号聚乙烯醇,代表 聚合度为1700,水解度分别为99%和88%。
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性能:
白色至淡黄色粉粒状物,水溶性与其水解 度和分子量有关。高水解度(98~99%)产品仅溶 于热水。中等水解度(87~89%)产品在室温下可 溶于水。
1、食品工业:饮料、果汁、糕点中起到增稠、改善口 感、保留水分等作用 。 2、加于合成洗涤剂中,防止污垢在织物上再沉积。 3、纺织、造纸工业:表面上浆,上色配料等。 4、建筑业:提高保水性和强度 。 5、涂料工业中加入后以控制其流变性和粘度。 6、化妆品工业:洗面乳、洗发精等产品中,控制粘度, 使固体物均匀分散或成膜。 8、医药业:片剂的黏合剂、混悬剂、助悬剂等。
聚氧乙烯 作为絮凝剂用于洗煤、湿法冶金、 造纸工业的净水剂等。作为分散剂用于医药、 化学工业等。作为增稠剂用于乳胶涂料、清洗 剂、石油工业、建筑工业。作为减阻剂用于灭 火、流体输送等。

pva水溶膜定义

pva水溶膜定义
PVA水溶膜是一种高分子材料,也叫聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol)水
溶膜。

其基本成分是聚乙烯醇(PVA)。

因其具有良好的生物降解性、透明度高以及应用领域广泛等特点,被广泛应用于医药包装、食品包装、建筑防水等领域。

PVA水溶膜的生产方式比较简单,一般是将PVA颗粒与水混合,在加热搅拌的过程中,PVA颗粒逐渐溶解于水中,并形成一定浓度的PVA 溶液。

将PVA溶液倒入模具中进行成型,并进行干燥处理即可得到PVA水溶膜。

PVA水溶膜的主要特点在于其水溶性。

PVA水溶膜可以在水中自行分解,不留下任何有害残留物,并且分解速度较快,大约几天到几周不等。

这种自然分解的过程具有良好的生物降解性,对环境不会造成污染。

因此,PVA水溶膜在一些对环境污染比较敏感的领域,如医药包
装和食品包装等领域得到了广泛应用。

除了具有良好的生物降解性外,PVA水溶膜还具有优良的透明度和耐
腐蚀性等特点,可以有效地阻隔氧气、湿气的进入,保持被包装物的
品质和新鲜度。

因此,PVA水溶膜广泛应用于保鲜包装、建筑防水材料、液体包装、海洋用品等领域。

此外,PVA水溶膜也具有一定的可加工性,可以通过热封、染色等加工方式,制成不同用途的PVA水溶膜制品。

这些制品可以广泛应用于医药包装、食品包装、涂层材料等领域。

总之,PVA水溶膜是一种具有优异性能,广泛应用的高分子材料。

随着环保意识的提高以及环境保护法律法规的进一步完善,PVA水溶膜的应用前景将会更加广阔。

聚乙烯醇结构及合成方法ppt实用资料


乙醛 环氧乙烷
那么到底如何制备聚乙烯醇呢?
工业上采用醇解法
原料 醋酸乙烯酯
甲醇 氢氧化钠
作用
醇解原料 溶剂
催化剂
NaOH
主反应
副反应 (水含量)
干法(低碱法) 湿法(高碱法)
溶剂中几乎不含有水,所 有原料均溶于甲醇中
含有1-2%水,催化剂 NaOH也溶解于水中
优点:
副反应少
优点:
醇解速度较快,设备生产能力高
溶剂中几乎不含有水,所有原料均溶于甲醇中
聚乙烯醇是一种 水溶性 高分子聚合物 无毒
非常不稳定
可与多种酸、酸酐、酰氯等作用,生成相应的聚乙烯醇的酯
聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸或者氢氧化钠,其粘度将明显增大那么到底如何制备 Nhomakorabea乙烯醇呢?
聚乙烯醇是一种 水溶性 高分子聚合物
醚化反应较酯化反应容易进行
聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸或者氢氧化钠,其粘度将明显增大
在酸性催化剂作用下,聚乙烯醇可与醛发 生缩醛化反应
三、合成方法
OH 聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸或者氢氧化钠,其粘度将明显增大
聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸或者氢氧化钠,其粘度将明显增大 聚乙烯醇水溶液中加入少量硼酸或者氢氧化钠,其粘度将明显增大 那么到底如何制备聚乙烯醇呢?
n CH2 CH 聚乙烯醇是一种 水溶性 高分子聚合物
有毒 无毒
成分
水 PVA 助剂
聚乙烯醇的结构与合成方法
主讲教师 张琳
一、分子结构
OH
[ CH2 CH ]n
聚乙烯醇是一种 水溶性 高分子聚合物 无臭 无毒
二、化学性质
OH
[ CH2 CH ]n
可与多种酸、酸酐、酰氯等作用,生成
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水溶性高分子简介摘要:本文介绍了水溶性高分子的分类,物理性能,制造以及未来的发展前景。

关键词:水溶性高分子聚乙烯醇聚乙二醇引言水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。

是一种亲水性的高分子材料,在水中能够溶解或溶胀而形成溶液或分散液。

在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。

亲水基团通常可分为三类:①阳离子基团,如叔胺基、季胺基等;②阴离子基团,如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等;③极性非离子基团,如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。

这些集团不但使得高分子有亲水性,而且还带来很多宝贵的性能,如粘合性,成膜性,润滑性,分散性,减磨性等等。

1水溶性高分子的分类1.1天然水溶性高分子。

以天然动植物为原料,通过物理过程或者物理化学的方法提取而成。

最常见的如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。

天然高分子虽然受到合成高分子的不断冲击,产量逐渐下降,但是仍然有很大一部分市场被其牢牢统治着。

1.2改性天然高分子。

主要有改性纤维素和改性淀粉两大类。

如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。

这类高分子兼有天然高分子和合成高分子的优点,拥有广泛的市场,因此产量很大。

1.3合成高分子。

合成高分子材料分为聚合类和缩合类两类,如聚丙烯酰胺(PAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。

按大分子链连接的水化基团分为:非离子型和离子型。

按荷电性质分为:非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子,其中后三类为聚电解质。

按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。

2水溶性高分子的物理性能2.1溶解性溶解性是达到平衡的溶液便不能容纳更多的溶质,在特殊条件下,溶液中溶解的溶质会比正常情多,这时它便成为过饱和溶液。

每份溶剂所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。

为了提高水溶性,一是在分子中引入足够的亲水基团到大分子上面变为水溶性高分子。

二是降低聚合物的结晶度。

三是利用聚电解质的反离子力作用促进溶解。

由于水溶性高分子的应用绝大部分是以水溶液的形式出现的,因此水溶性是这类高分子的重要特性。

2.2电化学性质水溶性高分子的电化学性质有三种类型。

非离子型:在水溶液中不电离的高分子。

阴离子型:在水溶液中电离为阴离子的高分子。

阳离子型:在水溶液中电离为阳离子的高分子。

部分高分子原本并不溶于水,或者部分溶于水。

只有在水中添加某种酸或碱才会电离溶解于水中。

这些物质的年度,絮凝效果、稳定性、分散性和PH都有密切的关系。

2.3分子量分子量是对高分子使用功能最有影响的性质之一。

水溶性高分子和其他高分子相同。

是一个平均值。

决定高分子性能的,不仅是平均分子量,还有分子量分布,即各种分子量的分子的分布情况。

从其分布中可以看出,在这些长长短短的高分子的混合物中,是较长的多还是较短的多,或者中等长短的多。

分子量的度量常用的方法是粘度法。

它比较便捷,受到生产厂商的欢迎。

但是误差比较大。

2.4分散作用分散作用是分散剂在两相界面有序排列,使分散体系稳定的作用。

当体系中含有二个或更多的相,其中有一个相是连续相称为分散介质,至少另有一个相是很好的分散在连续相中成为非连续相或分散相中。

分散相质点大小在≥1nm以上,有较大的界面,在热力学往往是不稳定的。

水溶性高分子是良好的分散剂,因为其含有亲水和疏水基团,有很好的表面活性。

2.5絮凝作用如在体系中加入一定量的某种电解质,可中和微粒表面的电荷,降低表面电荷的电量,降低ζ电位及双电层的厚度,使微粒间的斥力下降,从而使微粒的物理稳定性下降,微粒聚集成絮状,形成疏松的纤维状结构,但振摇可重新分散均匀,这种作用叫做絮凝作用,加入的电解质叫絮凝剂。

水溶性高分子中有一定的极性基团,能吸附水中的固体粒子,形成絮凝团。

这在工业生产中可以得到很好的应用,用于清除水中杂志有很好的效果。

2.6增稠作用增稠剂是一种流变助剂,不仅可以使涂料增稠,防止施工中出现流挂现象,而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。

对于黏度较低的水性涂料来说,是非常重要的一类助剂。

增稠作用包括两方面的内容。

一方面是水溶性高分子通过自身的粘度,增加水的粘度,这是比较理想的增稠。

另一方面是水溶性高分子化合物和水中的分散相、水中其他高分子化合物发生作用,这种作用使得增稠效果大大高于聚合物自身的粘度所导致的增稠效果。

2.7减阻作用由于流体存在摩擦阻力限制了流体在管道中的流动,造成管道输量降低和能量消耗增加,而减阻剂就是在流体中注入的少量高分子聚合物可以使之在紊流状态下降低流动的阻力。

这样的用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent),简称DRA。

高分子起到的作用就是减阻作用。

水溶性高分子的链支较长有优秀的减阻能力,而且只要添加很少的量就可以达到较为优良的效果。

所以具有很诱人的实用价值。

3常用水溶性高分子3.1聚乙烯醇(PV A)聚乙烯醇(PVA)是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物,其性能介于塑料和橡胶之间。

聚乙烯醇是一种白色粉末状、片状或絮状固体,玻璃转化温度60~85°C。

聚乙烯醇含有许多醇基,具有极性,且可与水形成氢键,故能溶于极性的水;聚乙烯醇也可溶于热的含羟基溶剂如甘油、苯酚等,不溶于甲醇、苯、丙酮、汽油等一般有机溶剂。

按聚合度可分为超高聚合度(分子量25~30万)、高聚合度(分子量17~22万),中聚合度(分子量12~15万)和低聚合度(分子量2.5~3.5万)。

醇解度一般有完全醇解(醇解度98~100%)、部分醇解(醇解度87~89%)和醇解度78%三种。

产品牌号中一般将聚合度的千、百位数字放在前面,醇解度放在后面,例如聚乙烯醇17-99即表示聚合度为1700,醇解度为99%。

乙烯醇单体不稳定。

聚乙烯醇不能从单体乙烯醇制备,只能通过聚醋酸乙烯酯部分或全部水解制取。

具体过程为聚醋酸乙烯酯在碱作用下与甲醇反应制得。

用途非常广泛,可用作浆料、涂料、黏着剂(例如透明胶水)、稳定剂、分散剂、乳化剂、增厚剂、感光剂和填充材料等。

无毒,对皮肤无刺激作用,不会引起皮肤过敏,但粉尘对眼部有刺激作用。

3.2聚乙二醇(PEG)聚乙二醇(PEG),也称为聚(环氧乙烯)(PEO)或聚氧乙烯(POE),是指环氧乙烷的寡聚物或聚合物。

这三个名称现今一般为同义词,但历史上聚乙二醇往往是指分子质量低于20,000 g/mol的低聚物和聚合物,PEO是指分子量超过20,000的聚合物,POE则可指任何分子质量的聚合物。

PEO以及POE根据分子量的不同,可为液体或低熔点液体。

由于链长的影响,不同分子量的聚乙二醇往往有不同的物理性质(如黏度)及不同的应用,但大部分的聚乙二醇化学性质是相似的。

低分子量的聚乙二醇通常指较纯的寡聚体,较具单分散性;高纯度的聚乙二醇具有结晶性,因此可用X-光决定其晶体结构[1]。

由于纯化和分离寡聚体聚乙二醇较为困难,因此价格通常是多分散聚乙二醇的10-1000倍。

聚乙二醇溶于水、甲醇、苯、二氯甲烷,不溶于乙醚和正己烷。

它与疏水性分子结合后的产物可用作非离子表面活性剂。

聚乙二醇可以用于修饰药物蛋白,以保护药物分子延长其作用半衰期。

3.3聚丙烯酰胺(PAAM)聚丙烯酰胺(Polyacrylamide 可缩写为PAM或PAAM)是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚合物。

丙烯醘胺需要用良好药品实验研究规范(Good Laboratory Practices, GLP)处理以避免毒性。

聚丙烯醘胺本身不是有毒的, 但由于聚丙烯胺会自然地分解变回丙烯醘胺单体,而丙烯醘胺单体是种神经毒素(neurotoxin)。

因此建议需要小心处理。

此药品为高吸水性物质,产生胶状物质可应用于聚丙烯醘胺凝胶电泳制造隐形眼镜、化妆品及个人用品。

它也会被用作为浓化剂和悬浮剂。

最近, 它已作为一种面部真皮美容手术填充物(详见Aquamid)。

它也被孟山都公司在1950年称为krilium做为土壤改良剂及现今的"MP"、标榜为"独一无二制定聚丙烯酰胺(水溶性聚丙烯酰胺)"。

阴离子型聚丙烯醘胺经常被用作为对耕地土壤改良剂及地盘侵蚀控制。

离子性物质如盐会使聚丙烯酰胺释放其吸收物质。

3.4聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone)简称PVP,是N-乙烯基-2-吡咯烷酮发生聚合生成的高分子化合物。

聚乙烯吡咯烷酮是白色有吸湿性的粉末,无臭或微臭,可溶于水、乙醇、氯仿和多数有机溶剂,不溶于乙醚,毒性较小。

首先由研究乙炔化学的沃尔特·列培(Walter Reppe)教授制得。

1939年被专利化。

其3.5%水溶液(渗透压约53,328)曾在第二次世界大战期间作为代用血液使用。

由单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)发生聚合得到。

NVP可由丁内酯氨解生成丁内酰胺,然后与乙炔发生乙烯化制备。

用作制剂的粘结剂,食品澄清剂和稳定剂,个人护理用品的定型剂、分散剂和亲合剂等。

4水溶性高分子的未来发展我国水溶性高分子化合物已经有一定规模,天然水溶性高分子聚合物的生产和应用具有悠久的历史。

淀粉、阿拉伯胶、藻蛋白酸钠、骨粉、明胶、干酪素、等早以在造纸、食品、粘和剂等中应用。

半合成产品如淀粉衍生物、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素等,在不断推广应用。

合成产品如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇等,生产规模也在逐年增大。

同时一些新的品种也不断的被试制出来。

近年人们把水溶性高分子作为精细化工的骨干产品之一,越来越受到重视。

他的应用范围几乎涉及到人们生产生活的所有领域。

可以说水溶性高分子物质是当今社会最重要的聚合物之一,无论在生产还是应用上都处在迅速发展阶段,如现代的食品工业已经依赖于纤维素产品、亲水胶、改性食用淀粉和果胶等相互配套的水溶性高分子。

大量的开发和研究都致力于脂肪代用品。

在当前的体系中,人们认为较强的分子间作用力将会使高分子从溶液中沉淀出来,但事实上,在生物高分子和疏水缔合高分子中,都存在着较强的分子间或分子内缔合作用,但高分子溶液都十分稳定,并具有特殊流变性能。

这给高分子科学带来十分有趣的课题。

尽管这些研究刚开始,缔合作用的机理尚不十分清楚,但由于这类高聚物的重要性,人们热衷于从合成和表征的方法去探索。

随着现代分子技术,特别是光谱技术的发展,已经有可能去研究分子间的相互作用力。

参考文献:[1] 严瑞萱,主编.水溶性高分子[M].北京:化学工业出版社,1998.[2] 尹向春.水溶性聚合物[J].广州化工,1996.[3] 马青山.絮凝剂及絮凝化学[M]北京:化学工业出版社,1987.[4]《化工百科全书》编译委员会[M].北京:化学工业出版社,1994.[5] 杨小华,王中华.国内AMPS类聚合物研究与应用进展[J].精细石油化工进展,2007,8.。

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