聚合物生产工艺基础

聚合物的分类
高分子材料的分类 ⑴ 按用途分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂
料等。 ⑵ 按聚合物反应类型分为加聚物和缩聚物。 ⑶ 按聚合物的热行为分为热塑性聚合物和热
固性聚合物 ⑷ 按主链上的化学组成分为碳链聚合物、杂
链聚合物和元素有机聚合物
塑料
塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。在一定温度、压力下可 塑制成型，在常温下能保持其形状不变。
酚醛树脂
尿素 甲醛
脲醛树脂
甘油 邻苯二甲酸酐 醇酸树脂
丁二烯 苯乙烯
丁苯橡胶
以高分子链的结构特征命名
O C NH
O CO
O NH C O
聚酰胺
聚酯
聚氨酯
O
聚醚
商品名 合成纤维最普遍，我国以“纶”作为合成纤维的后缀 涤纶 聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚酯） 丙纶 聚丙烯 锦纶 聚己酰胺（尼龙），后面加数字区别
分子量多大才算是高分子？ 其实，并无明确界限，一般
- - - - - < 1000 < - - - - - - - - - - - - < 10000 < - - - - 低分子 过渡区（齐聚物） 高聚物
一般高分子的分子量在 104 ～106 范围 超高分子量的聚合物 的分子量高达106 以上
高分子的强度与分子量
S
不易折断
CH2C CHCH2
CH3
链聚集态结构
高分子的聚集态结构，是指高聚物材料整体的内部结构， 即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。
结晶结构: 熔点Tm 无定形结构 取向结构
外形较简单的塑料制品，利用取向来提高强度： 取向（定向）有机玻璃——可作战斗机的透明航罩。 未取向的有机玻璃是脆性的，经不起冲击，取向后， 强度提高，加工时利用热空气封平板，吹压成穹顶 的过程中，使材料发生双轴取向。
强
C
密切相关
度 B
A 点是初具强度的最低聚合度， B 点是临界点 C 点以后强度不再明显增加
A 聚合度
AB
高分子的加工性能与分子量有关
尼龙 40 150
分子量过大, 聚合物熔体粘度过高,纤难维以素成型6加0 工250
达到一定分子量，保证使用强度后乙，烯不基必追10求0 过4高00的分
子量。
聚合物
相对分子质量的多分散性
概述
聚合反应的理论基础
2
和聚合方法
3
聚合物生产工艺
概述
聚合物及其表征 聚合物大分子及其结构特性 聚合物的命名 聚合物的分类
聚合物及其表征
H
H
H
H2C CH CH2 C CH2 C CH2 C
聚氯乙烯
XCl-M-M-CMl -M-MCl MC-Ml -M-M-Y
H2 * C CH *
单体：能够形成结构单元的
相对分子质量大
溶解度低 溶液粘度高 不能气化，常温下多为固体 具有机械强度，可抽丝，能成膜，有弹性
塑料 分子量/万 纤维 分子量/万 橡胶 分子量/万 聚乙烯 6～30 涤纶 1.8～2.3 天然橡胶 20～40 聚氯乙烯 5～15 尼龙-66 1.2～1.8 丁苯橡胶 15～20 聚苯乙烯 10～30 维呢纶 6～7.5 顺丁烯胶 25～30
H R R HH R R HHR
C
C
C
C
C
间规立构（间同立构）
H R H RH R R HHR
C
C
C
C
C
无规立构
链结构成分的多样性
交替共聚物 无规共聚物 嵌段共聚物
接枝共聚物
链几何形状的多样性
线型 可溶可熔
CH3 CH2C CHCH2
橡胶
支链型 可溶可熔
S
体型
不溶不熔
CH3
CH2C CHCH2
S 硫化橡胶：不变粘
塑料的组成
塑料是以聚合物为主要成分，
加入各种添加剂。
树脂（聚合物）是塑料的主要
塑 料
成分，对塑料性能起决定性作 制
用。
品
塑料的分类
按树脂受热时行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。 按使用范围可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 1) 通用塑料产量大、价格低、用途广。 2) 工程塑料力学性能高，耐热、耐蚀性能好。 3) 特种塑料是指具有某些特殊性能如耐高温、耐腐蚀的塑料，
Cl n[M]n 小分子X化[合M物]n Y
结构单元 M：链节均/重聚复物单：元单一单体
重复单元
共聚物：两种以上单体
链节数/聚合度n：结构单元重复连接的数目
相对分子质量：n×单体分子量
聚合物大分子及其结构特性
聚合物分子量的特点 聚合物分子链结构特点
分子量大 分子量的分散性
结构多样性 结构成分多样性 几何形状多样性 聚集态结构
分子质量分布窄：耐冲击性好 分子质量分布宽：流动性好
这种高分子的分子量不均一(即分子量大小不一、参差不齐） 的特性，就称为分子量的多分散性
一般测得的高分子的பைடு நூலகம்子量都是平均分子量 聚合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同
分子链结构多样性
HC CH HC CH HC CH H2C H2C CH2 H2C CH2 CH2
顺式-1,4-聚丁二烯
H
H2
H
H2
H
C
C
C
C
C
CH2
H2C
C H
C
C
H2
H
C
CH
H2
H H2C C
H2 H CC
反式-1,4-聚丁二烯
H2 H C C CH2 CH CH2
CH HC
HC
HC
CH2
CH2
CH2
CH2
1,2-聚丁二烯
旋光异构体 HR C
HR C
HR C
HR C
HR C
等规立构（全同立构）
高分子运动单元的多重性
链段运动 变形大
支链运动 形变恢复快
分子链运动 形变不能恢复
Tg：玻璃化温度 Tf：粘流温度
聚合物的命名
以单体名称为基础，在前面加“聚”字
乙烯 丙烯 氯乙烯 甲基丙烯酸甲酯
聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯
取单体简名，在后面加“树脂” 、“橡胶”二字
如 苯酚 甲醛
化学工艺学（Chemical Technology）
聚合物生产工艺基础
韩亮
13656658586(645586) hanliang814@163.com 浙江工业大学精细化工研究所
聚合物：分子尺寸非常大的线型大分子化合物， 也称高分子化合物
天然 高分子材料
合成 高分子材料
蚕丝、羊毛、皮革、棉花、木材及天然橡胶等。
塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料、粘合剂、 离子交换树脂等材料。
聚合物生产工艺 •理论基础：高分子化学、高分子物理与化学工程学 •生产加工对象：合成高分子化合物的工业化生产
及天然高分子材料的改性加工处理
天然高聚物的主要用途
合成高聚物的主要用途
合 成 高 分 子 材 料 的 主 要 过 程
目录
1
这类塑料产量少，价格贵，只用于特殊需要的场合。
热固性塑料制品
塑料的性能特点
优点：相对密度小(一般为 0.9 -2.3)；耐蚀性、电绝 缘性、减摩、耐磨性好； 有消音吸振性能 。