大化版高分子材料化學(xué)7、1高分子化合物概述

基本概念分類及命名高分子合成1基本概念高分子就是由許多特定結(jié)構(gòu)單元通過共價(jià)鍵重復(fù)連接而成得分子長鏈。高分子相對(duì)分子質(zhì)量很大,但組成并不復(fù)雜。例:_[_CH2_CH_]_nCH2=CHCl

----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH---ClClCl單體聚合物鏈節(jié)常簡寫為:[CH2_CH]nCl

單體:鏈節(jié):能夠提供結(jié)構(gòu)單元得低分子化合物

聚合度:高分子鏈中得鏈節(jié)重復(fù)得數(shù)目“n”她就是衡量高分子大小得重要指標(biāo),一般大于100。結(jié)構(gòu)單元高分子化合物實(shí)際就是由若干相對(duì)分子質(zhì)量不同得同系聚合物組成,就是混合物。通常所說得高分子化合物得相對(duì)分子質(zhì)量和聚合度都就是平均值,并不代表每個(gè)具體分子得真實(shí)數(shù)值。

聚苯乙烯單體CH2=CH-C6H5聚合度nC6H5C6H5C6H5----CH2__CH__CH2__CH__CH2__CH----nCH2=CHC6H5C6H5鏈節(jié)CH2__CHC6H5簡寫[CH2__CH]n2

分類及命名(1)、分類①按性能和用途分類a塑料熱塑性塑料受熱軟化變形,可以多次反復(fù)加熱成型。加熱成型后不再變形,不能反復(fù)加熱成型。熱固性塑料

順式聚異戊二烯天然橡膠合成橡膠順丁橡膠丁苯橡膠硅橡膠聚氨酯橡膠等b橡膠c纖維滌綸(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)腈綸(聚丙烯腈PAN)氯綸(聚氯乙烯PVC)

尼龍-66(聚己二酰己二胺)離子交換樹脂、高吸水性樹脂高分子藥物、高分子催化劑高分子試劑、高分子半導(dǎo)體等e功能高分子d膠粘材料聚醋酸乙烯酯粘合劑等大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜

②按主鏈結(jié)構(gòu)分類碳鏈聚合物雜鏈聚合物元素有機(jī)聚合物主鏈完全由碳原子組成。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。主鏈除碳原子外,還含有O、S、N等雜原子。如聚醚、聚酯、聚酰胺。主鏈由Si、B、Al與O、S、P、N等原子組成,但側(cè)基為有機(jī)基團(tuán)。如有機(jī)硅橡膠。(2)命名

①按單體結(jié)構(gòu)特征命名

一種單體聚合而成“聚”+單體名如聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。兩種不同單體聚合而成單體簡稱后加“樹脂”、“橡膠”、“共聚物”等后綴如酚醛樹脂、丁苯橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等。②按聚合物結(jié)構(gòu)特征命名

可稱為聚氨酯、聚酯、聚醚、聚酰胺等。聚己二酰己二胺聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚酰胺類聚酯類H[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nOHNHCOHO[COCOO(CH2)2O]nHCOO

聚酰胺類稱為“尼龍”商品名:尼龍-66③按商品名命名后加得兩個(gè)數(shù)字,分別代表單體二元胺和二元酸得碳原子數(shù)。如聚己二酰己二胺[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n如聚癸二酰癸二胺[NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO]n商品名:尼龍-1010合成纖維通常以“綸”作后綴尼龍-66(也稱錦綸-66)滌綸(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)腈綸(聚丙烯腈)

氯綸(聚氯乙烯)

另外,采用國際通用英文縮寫符號(hào),讀寫更為方便。聚氯乙烯PVC聚丙烯腈PAN聚甲基丙烯酸甲酯PMMA3高分子合成(1)、加聚反應(yīng)

由含不飽和鍵或環(huán)狀結(jié)構(gòu)得一種或多種單體相互加成得到聚合物得反應(yīng)。最常見得加聚反應(yīng)就是由乙烯類單體成為乙烯類高分子化合物。定義特點(diǎn)無副產(chǎn)物聚合物得化學(xué)組成與單體組成相同。聚合物分子量就是單體分子量得整數(shù)倍。

nCH2=CHCH3nCH2=CH2+nCH2=CHCl[CH2-CH]nCl[CH2__CH2__CH2__CH]nCH3(2)縮聚反應(yīng)由單體官能團(tuán)之間縮合而形成得高聚物,同時(shí)析出低分子化合物得反應(yīng)。

定義特點(diǎn)有副產(chǎn)物聚合物得化學(xué)組成與單體組成不相同。聚合物分子量不就是單體分子量得整數(shù)倍?？s聚物中留有官能團(tuán)得結(jié)構(gòu)特征?？s聚反應(yīng)兼有縮合出低分子和聚合成高分子得雙重意義。

[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]nnH2N(CH2)6NH2+

nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O大部分縮聚物就是雜鏈聚合物,易被水、醇、酸等水解、醇解、酸解。但雜鏈聚合物并不完全由縮聚反應(yīng)制得,如聚甲醛等由開環(huán)聚合而成。乙二胺與乙二酸聚合生成尼龍66

開環(huán)聚合異構(gòu)化聚合氫轉(zhuǎn)移聚合等(3)、其她聚合反應(yīng)nCH2-CH2

O開環(huán)[OCH2CH2]7、2高分子結(jié)構(gòu)與性能高分子得幾何結(jié)構(gòu)高分子化合物得力學(xué)狀態(tài)1高分子得幾何結(jié)構(gòu)

高分子鏈得結(jié)構(gòu)可以分為三種類型:(1)線型高分子一般具有彈性、塑性,在適當(dāng)?shù)萌軇┲心苋芙狻⑷苊?加熱可以軟化、熔融、(2)支鏈型高分子主鏈上常有些較短支鏈得高分子。線型或支鏈型高分子彼此以物理力聚集在一起,因此加熱能熔化,并能溶于適當(dāng)溶劑中。(3)體型高分子既不能溶解、也不能熔融,個(gè)別只能溶脹。高分子長鏈與長鏈之間通過化學(xué)鍵交聯(lián)而成,具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。高分子化合物得力學(xué)狀態(tài)(1)線型非晶態(tài)高聚物呈現(xiàn)三種力學(xué)狀態(tài):玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)TbTgTfTd過渡區(qū)溫度形變Tb—脆化點(diǎn)Tg—玻璃化溫度Tf—粘流溫度Td—分解溫度a玻璃態(tài)

分子鏈及鏈段都不能運(yùn)動(dòng),具有固定得形狀。

普彈形變b高彈態(tài)分子鏈不能運(yùn)動(dòng),但鏈段能運(yùn)動(dòng),具有彈性。高彈形變c粘流態(tài)分子鏈及鏈段都能運(yùn)動(dòng),具有塑性。玻璃化溫度(Tg)玻璃態(tài)向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變得溫度粘流溫度(Tf)高彈態(tài)與粘流態(tài)間得轉(zhuǎn)變溫度橡膠使用得溫度范圍在Tg～Tf之間;塑料使用得上限溫度為Tg。5高分子化合物得化學(xué)變化高分子鏈上得官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。(1)官能團(tuán)反應(yīng)～CH2CHCH2CH～OHOHHCHO～CH2CHCH2CH～OO-CH2-+如-H2O特點(diǎn):聚合度基本不變(2)降解反應(yīng)在一定條件下,高分子化合物聚合度降低得反應(yīng)。降解反應(yīng)使高分子鏈斷裂,高聚物變軟而失去機(jī)械強(qiáng)度。降解反應(yīng)可分為熱降解、氧化降解、化學(xué)降解、機(jī)械降解、光降解等。5高分子化合物得化學(xué)變化(1)官能團(tuán)反應(yīng)特點(diǎn):聚合度基本不變高分子鏈間可以通過物理或化學(xué)得方法實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。(3)交聯(lián)反應(yīng)如硫化橡膠法,就就是生橡膠與硫共熱發(fā)交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生體型結(jié)構(gòu),使高聚物變硬失去彈性。++SCHCHCHCHCHCHCHCHSSXS高分子化合物得老化在熱、氧、水、化學(xué)介質(zhì)、光、微生物得綜合作用下,聚合物得化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化,物理性能也會(huì)相應(yīng)變壞,如發(fā)硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強(qiáng)度等,這些變化和現(xiàn)象統(tǒng)稱為老化。7、3新型高分子材料塑料合成橡膠高分子復(fù)合材料功能高分子材料1塑料

塑料就是一種可塑性得高分子材料,在加工過程中可以處于“塑性”狀態(tài)。①熱塑性塑料主要就是由線型或支鏈型高聚物組成,加熱軟化或熔融,可塑制成型,再加熱又能軟化或熔融,可如此反復(fù)處理,其性能基本不變。(1)分類②熱固性塑料b加熱或加固化劑,使分子鏈間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),成為體型結(jié)構(gòu)。分兩步聚合:a先轉(zhuǎn)化成具有潛在反應(yīng)活性得分子質(zhì)量較低得粘性液體或易熔固體。熱固性塑料,再次加熱不能熔融成型。(2)幾種重要塑料①聚四氟乙烯(PTFE)nCF2=CF2聚四氟乙烯俗稱塑料王,具有非常優(yōu)良得耐高、低溫性能,可在-180～260℃范圍內(nèi)長期使用,不與任何強(qiáng)酸,堿,甚至王水反應(yīng),只與熔融堿金屬,元素氟,三氟化鋁作用,摩擦系數(shù)極低,僅為0、04。優(yōu)點(diǎn):[CF2CF2]n她對(duì)其她物質(zhì)不粘附,不吸水,電性能優(yōu)良,就是目前介電常數(shù)和介電損耗最小得固體絕緣材料。缺點(diǎn):強(qiáng)度低剛性不夠,影響零件尺寸穩(wěn)定性。聚酰胺(PA)聚酰胺俗稱尼龍,這種熱塑性塑料或由二元胺和二元酸縮聚而成,或由氨基酸脫水成內(nèi)酰胺再聚合而成。結(jié)晶性聚合物,有良好得力學(xué)性能,(抗拉高于金屬,抗壓與金屬相近,可作為金屬得替代物)。

尼龍具有突出得耐磨性和自潤滑性,韌性好,強(qiáng)度高,耐蝕性好、