第八章 水溶性高分子PPT课件

1、基本概念
高分子
种类 结构特点
？ 水溶性高分子
性能及应用
水溶性高分子—在水中能溶解或溶胀而形成溶液或均匀分散 体系的一种亲水性的高分子化合物；又称为“水溶性聚合物”。
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一、水溶性高分子的结构特点
2、结构特点
聚丙烯酰胺
CH2CR CONH2
C H2 C R C H2 C RC H2 C R C O O H C O N H2 C O N H C H2 N(C H3)2
防止分子链发生卷曲
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二、水溶性高分子的流变特性
1、牛顿流体
2、非牛顿流 体
假塑体
极低或极高剪切速率
三采驱油液
胀流体
触变体与流凝体
0<n<1 k n n﹥1
涂料
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三、水溶性高分子的分子量
1、重要性
聚丙烯酸
2000-5000 几万-几十万
阻垢分散剂 增稠剂
几百万-几千万
2、表示方法
数均分子量
聚丙烯酰胺
国外
1893成功 1954工业化
国内
60年代试产
70年代大规 14
五、合成类水溶性高分子
3、发展快的原因
高效性 多样化
100千克颜料的黏合剂： 13kg动物胶；7kg聚乙烯醇
品种和规模 性能和用途
生物耗氧量低
BOD
变通性大
价格和质量
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7.2 水溶性高分子的性能
一、水溶性高分子的溶解性 二、水溶性高分子的流变特性 三、水溶性高分子的分子量 四、水溶性高分子的应用性能
阴离子型 阳离子型 两性离子型
溶解性
静电斥力
共存离子作用
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7.3 水溶性高分子的发展趋势
一、国内外的生产现状 二、水溶性高分子的应用现状 三、水溶性高分子的发展前景
第 七 章 水溶性高分子
1 水溶性高分子的结构特点及种类 2 水溶性高分子的性能 3 水溶性高分子的发展趋势
4 水溶性高分子的合成工艺
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7.1 水溶性高分子的种类
一、水溶性高分子的结构特点 二、水溶性高分子的分类方法 三、天然类水溶性高分子 四、半合成类水溶性高分子 五、合成类水溶性高分子
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一、水溶性高分子的结构特点
O H
O H
O
C H2 O H O
O H
O H
O
C H2 O H O
O H
O H
5
一、水溶性高分子的结构特点
3、特殊性质
分子量可控性 据聚合条件，可控制分子量从几百到几千万。
亲水基可控性 控制聚合条件，合成一定数目和强度的亲水基。
活性基再反应性 据生产的需要，可再反应，生成新的官能团。
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二、水溶性高分子的分类方法
1、来源分类
天然类
水溶性高分子
半合成类
合成类
淀粉类 植物胶 动物胶 海藻胶 改性淀粉类 改性纤维素 其他半合成类
缩合类
聚合类
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二、水溶性高分子的分类方法
2、分子量分 类
低分子量
高分子量
超高分子量
3、用途分类
驱油剂
聚丙烯酰胺 改性淀粉 瓜胶
絮凝剂
聚丙烯酸 改性纤维素
壳聚糖
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三、天然类水溶性高分子
1、制备
例子
钻井液泥浆 工工业业废 废水水
锅炉、冷却、油漆等
聚丙烯酸 悬浮剂
聚丙烯酸 分散剂
防止卡钻 防止沉积
分散作用
表面活性 降低表面张力，润湿，吸附
保护胶体 通过亲水性形成胶体
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四、水溶性高分子的应用性能
2、絮凝作用
絮凝作用
物理作用 化学作用
吸附 聚结
活泼基团 化学键
沉降 改变表面基团
无机絮凝剂 有机絮凝剂
改性纤维素拓宽了纤维素的应用领域广泛பைடு நூலகம்用于洗 涤工业、纺织印染工业、食品工业、石油开采工业等领 域。
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五、合成类水溶性高分子
1、种类
聚合类
聚丙烯酰胺 聚丙烯酸 聚乙二醇
聚氧化乙烯 聚马来酸酐
缩合类
聚胺树脂 氨基树脂 酚醛树脂 环氧树脂 聚氨酯树脂
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五、合成类水溶性高分子
2、发展史
合成水溶性高分子仅有几十年的历史，但其发展很 快，其品种和数量已经远远超过了天然和半合成水溶性 高分子。
改性淀粉 壳聚糖
O
C O O H O
O H
O H
O
C H2 O H O
O H
O H
O
C H2 O H O
O H
O H
CH2OH O
OH
NH2
O
n
果胶 4
一、水溶性高分子的结构特点
统观所有的水溶性高分子，可以发现它们存在着一个共同 的结构特点：分子中均含有亲水性基团。
改性纤维素
淀粉
O
C H2 O H O
动植物
2、种类
物理方法 物理化学
天然类水溶性高分子
淀粉类： 小麦、土豆、玉米、甘薯及米粉等
海藻类 ： 藻蛋白酸钠、琼胶等
植物胶 ： 阿拉伯胶、黄耆胶、槐豆胶、大豆胶等
动物胶 ： 骨胶、明胶、干酪素、甲壳质（壳聚糖）等
微生物： 胍胶、黄原胶等
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三、天然类水溶性高分子
3、应用
天然的水溶性高分子主要应用于食品工业和医药工 业中。如从海洋植物中提取出来的琼胶，广泛应用于糕 点、罐头食品、糖果；从金合欢树中提取出来的阿拉伯 胶广泛应用于食品工业中，作为食品的乳化稳定剂、增 稠剂、粘合剂等，如可乐型碳酸饮料（乳化稳定剂）、 粉状果汁（增稠剂）、棉花糖（粘合剂）等。
Mn
Wi Ni Ni
絮凝剂
冰点降低法 沸点升高法 端基滴定法
渗透压
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三、水溶性高分子的分子量
重均分子量 粘均分子量
Mw
WiMi Wi
M W iM i1
光散射法 粘度法
Z均分子量
Mz
M
3 i
Ni
M
2 i
Ni
凝胶渗透色谱法
四者关系： M zM wM M n
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四、水溶性高分子的应用性能
1、分散作用
硫酸铝、聚合铝、明矾、硫酸亚铁等 木质素、甲壳质、改性淀粉、PAM等
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四、水溶性高分子的应用性能
3、增稠作用
增稠方式
自身粘度增加 与化合物作用
增加水体粘度
4、减摩作用
聚丙烯酰胺用作调剖堵水剂
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四、水溶性高分子的应用性能
5、表面活性
表面活性
6、电化学性 质
亲水性基团 疏水性基团
两者比例调配
不同水解度的聚乙烯醇
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一、水溶性高分子的溶解性
1、影响因素
分子结构
原因？ 线形、支链及体型高分子
结晶度 分子量 外界因素
淀粉与纤维素
M
？？
好？ 好？
温度、搅拌速度及压力等
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一、水溶性高分子的溶解性
2、提高溶解性的方法
化学反应 引入亲水基
COOH、OH、CONH等
降低结晶度
聚合过程 链终止剂
引入歧化点
斥力作用 引入反电解质
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四、半合成类水溶性高分子
1、制备
天然化合物
2、种类
化学改性 一定条件
改性淀粉
改型纤维素
半合成类水溶性高分子
取代改性 酯化改性 接枝改性
烷基化改性
羧基化改性
羟基化改性
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四、半合成类水溶性高分子
3、应用
改性淀粉中的氧化淀粉不仅可以作为纺织工业的上浆 剂、食品工业的添加剂（如软糖的稳定剂），还可以用 于纸板、墙板、隔音板等建筑材料的粘合剂。