聚合物的化学反应
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P OH + CH3COOH + H2O P OCOCH 3
◆ 二醋酸和三醋酸纤维素：人造丝
◆ 一醋酸纤维素：透明高强度塑料，胶卷、录像带
◆ （iii）纤维素醚的合成
将碱纤维素与卤代甲烷、卤代乙烷反应可分别制得甲基、乙基纤维素， 主要用做分散剂：
P OH + NaOH + CH3Cl P OH + NaOH + CH3CH2Cl P OCH3 + NaCl + H2O 甲基纤维素 P OCH2CH3 + NaCl + H2O 乙基纤维素
PVC是通用塑料，但其热变形温度低（约80℃）。经 氯化，使氯含量从原来的56.8%提高到62~68%，耐热性可 提高10~40℃，溶解性能、耐候、耐腐蚀、阻燃等性能也 相应改善，因此CPVC可用于热水管、涂料、化工设备等方 面。
14
2.3聚醋酸乙烯酯（PVAc）的反应
聚乙烯醇只能从PVAc的水解得到：
1.聚合物化学反应的特征
◆ 1.3 化学因素对基团活性的影响
(i) 邻基效应
a. 位阻效应：由于新生成的官能团的立体阻碍，导致其 邻近官能团难以继续参与反应。 如聚乙烯醇的三苯乙酰化反应，由于新引入的庞大的三 苯乙酰基的位阻效应，使其邻近的-OH难以再与三苯乙酰氯 反应：
CH2 CH OH + C COCl CH2 CH CH2 CH CH2 CH OH O OH CO
26
3.反应功能高分子
（4）高分子催化剂 定义：由高分子母体和催化基团A组成，催化基团不 参与反应，只起催化作用，或参与反应后恢复原 状：
制备方法： 化学结合法：将具有催化作用的基团以化学结 合形式接到高分子上。 吸附法：利用正、负离子的吸附作用，将催化 基团吸附在高分子载体上。 内包藏法：反应基团包在高分子载体内。
2.聚合物的基团反应
◆ 其反应历程跟小分子饱和烃的氯化反应相同，是 一个自由基链式反应：
光 Cl2 或有机过氧化物 +Cl + Cl2 2 Cl CH2CH CH2CH Cl + HCl + Cl
CH2CH2 CH2CH
13
（2）聚氯乙烯（PVC）的氯化
PVC的氯化可以水作介质在悬浮状态下50℃进行，亚甲 基氢被取代。
H+, H2O
CH CH O C O C OH OH
CH2
+ NH3
8
1.3 化学因素对基团活性的影响
◆ (ii) 官能团孤立化效应（几率效应）
当高分子链上的相邻官能团成对参与反应时，由于成对基 团反应存在几率效应，即反应过程中间或会产生孤立的单个 官能团，由于单个官能团难以继续反应，因而不能100%转化， 只能达到有限的反应程度。
23
3.反应功能高分子
（1） 高分子试剂
◆ 定义：高分子试剂是小分子试剂经过高分子化，在某些聚 合物骨架上引入反应活性基团，得到的具有化学试剂功能 的高分子化合物，其品种可以与低分子试剂相对应。 ◆ 高分子试剂的优点：不溶、稳定；对反应的选择性高；可 就地再生，重复使用；生成物容易分离提纯。 ◆ 举例：常见的能形成碳-碳键的烷基化试剂——格氏试剂、 能与化合物中羟基和氨基反应形成酯和酰胺的酰基化试剂 等就属于化学试剂。
加氢的关键是寻找加氢催化剂（镍或贵金属类），并关 注与氢扩散传递相关的化工问题，因为气体扩散可能成为 控制步骤。
10
2.聚合物的基团反应
◆ （2）氯化和氢氯化
天然橡胶的氯化可在四氯化碳或氯仿溶液中、80~100℃下进行，产物氯含量可 高达65%，除在双键上加成外，还可能在烯丙基位置取代和环化，甚至交联。
18
2.7纤维素的化学改性
（i）粘胶纤维的合成
CH2OH O O OH OH CH2OH O O OH ONa CS2 CH2OH O O OH O C SNa S 纤维素黄原酸酯 H2SO4 纺丝 纤维素 + Na2SO4 + CS2
NaOH
19
Βιβλιοθήκη Baidu
（ii）纤维素酯的合成
◆ 纤维素与酸反应酯化可获得多种具有重要用途的纤维素酯。 重要的有： ◆ a. 硝化纤维素：纤维素经硝酸和浓硫酸的混合酸处理可 制得硝化纤维素：
◆ 1.1 大分子基团活性：
聚合物和低分子同系物可以进行相似的基团反应，例如纤维 素和乙醇中的羟基都可以酯化，聚乙烯和己烷都可以氯化等， 但对产率或转化率的表述和基团活性却存在着差异。 大分子链上的基团很难全部起反应，参加化学反应的主体是 大分子的某部分（如侧基或端基），而非整个分子，一个高分 子链上含有未反应和反应后的多种不同的基团，类似共聚物。
7
1.3 化学因素对基团活性的影响
◆ b. 静电效应：邻近基团的静电效应可降低或提高官能团 的反应活性。 如聚丙烯酰胺的水解反应速率随反应的进行而增大，其原 因是水解生成的羧基与邻近的未水解的酰胺基反应生成酸酐 环状过渡态，从而促进了酰胺基中-NH2的离去, 加速了水解。
H2 C CH + O C - C O O NH2 H CH
24
3.反应功能高分子
（2）高分子药物 高分子药物属于高分子试剂范围，只是在人体 内反应。高分子药物是将药物共价结合或络合在 聚合物上，或将带有药效基团的单体聚合，就成 了高分子药物。在生物体内，基团通过体液水解 或酶解，产生药效，具有长效和副作用小的优点。 缓释放或控制释放药剂： 将低分子药物高分子化，处理方法有化学结合 和物理隔离二类，物理隔离又有外包膜和微胶囊 等法。
27
4.接枝共聚
◆ 聚合物的接枝反应是指在高分子主链上连接不同组成的支 链得到接枝共聚物 ◆ 接枝共聚物
◆ 嵌段共聚物
◆ 扩链共聚物
28
4.接枝共聚
按照接枝点产生方式，分成（1）长出支链；（2） 嫁接；（3）大单体共聚。
（1）长出支链
◆
在高分子主链上引入引发活性中心引发第二单 体聚合形成支链,根据引发活性中心引入方法的不 同，包括（i）链转移反应法；（ii）大分子引发 剂法；（iii）辐射接枝法。
CH2CH OH RCHO O R O O R O OH O R O
9
2.聚合物的基团反应
2.1聚二烯烃的加成反应
二烯类橡胶分子中含有双键，也可以进行加成反应， 如加氢、氯化和氢氯化，从而引入原子或基团。 （1）加氢反应 顺丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、SBS等 大分子链中留有双键，易氧化和老化，经加氢成饱和橡胶， 玻璃化温度和结晶度均有改变，可提高耐候性，部分氢化 的橡胶可作电缆涂层。
CH2OH O O OH OH HNO3 CH2OH O O OH ONO2 硝化纤维
◆ 一硝基纤维素：塑料（赛璐珞） ◆ 二硝基纤维素：涂料、粘合剂 ◆ 三硝基纤维素：炸药
20
（ii）纤维素酯的合成
◆ b. 纤维素乙酸酯：常称醋酸纤维素，物性稳定，不燃，除火药外已全 部取代硝化纤维素。由乙酸酐和乙酸在硫酸催化下与纤维素反应而得：
高分子科学
聚合物的化学反应
聚合物的化学反应
◆ 1.聚合物化学反应的特征 ◆ 2.聚合物的基团反应 ◆ 3.反应功能高分子 ◆ 4.接枝共聚 ◆ 5.嵌段共聚 ◆ 6.扩链 ◆ 7.交联 ◆ 8.降解与老化
2
概述
◆ 聚合物的化学反应的定义：聚合物分子链上或分子链间官 能团相互转化的化学反应过程。 ◆ 意义：研究和利用聚合物分子内或聚合物分子间所发生的 各种化学转变, 具有重要的意义：
氯化橡胶不透水，耐无机酸、碱和大部分化学品，可用作防腐蚀涂料和粘合剂， 如混凝土涂层。
11
2.2聚烯烃和聚氯乙烯的氯化
聚烯烃的氯化是取代反应，属于比较简单的高分子基团反 应。 （1）聚乙烯（PE）的氯化 在适当温度下或经紫外光照射，聚乙烯容易被氯化， 形成氯化聚乙烯（CPE），释放出HCl。 总反应式： 氯化反应属自由基连锁机理。氯气吸收光量子后，均 裂成氯自由基。氯自由基向聚乙烯移成链自由基和氯化氢。 链自由基与氯反应，形成CPE和氯自由基。 高分子量PE氯化后可形成韧性弹性体，低分子量PE的 氯化产物易加工。含30~40%Cl的CPE为弹性体，阻燃，可 作PVC抗冲改性剂。 12
◆ （1）合成具有特定结构和功能的新型高分子
◆ 利用高分子的化学反应对高分子进行改性从而赋予聚合 物新的性能和用途：离子交换树脂；高分子试剂及高分子 固载催化剂；在医药、农业及环境保护方面具有重要意义 的可降解高分子；阻燃高分子等等。
◆ （2）有助于了解和验证高分子的结构。
3
1.聚合物化学反应的特征
21
3.反应功能高分子
◆ 概述
◆ 定义：当聚合物侧基反应的生成物具有某种特殊功能或者用途时，常 常将这种高分子材料叫做功能高分子。 功能高分子由骨架和基团组成，合成方法可分： 高分子功能化：在高分子骨架（母体）上键接功能基团。交联聚苯 乙烯常选作母体，因为苯环容易接上各种基团。 功能基团高分子化：主要由功能单体聚合而成，如丙烯酸聚合成聚 丙烯酸。 反应功能高分子主要包括高分子试剂和高分子催化剂两大类。高分 子药物可以归入高分子试剂，离子交换树脂兼有试剂和催化功能，而 固定化酶则类似于高分子催化剂。 应用：主要用于化学合成和化学反应，有时也利用其反应活性制备化学 敏感器和生物敏感器。
16
2.5苯环侧基的取代反应
聚苯乙烯及其共聚物，带有苯环侧基，苯环上的氢原子 容易进行取代反应。几乎可进行芳烃的一切反应。 如：以苯乙烯－二乙烯苯共聚物为母体制备离子交换树 脂。
阴离子交换树脂
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2.6环化反应
有多种反应可在大分子链中引入环状结构，如聚氯乙烯 与锌粉共热、聚乙烯醇缩醛等的环化。环的引入，使聚合 物刚性增加，耐热性提高。有些聚合物，如聚丙烯腈或粘 胶纤维，经热解后，还可能环化成梯形结构，甚至稠环结 构，制备碳纤维。
聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品
缩甲醛：维尼纶 缩丁醛：良好的玻璃粘合剂
15
2.4聚丙烯酸酯类的基团反应
与丙烯腈、丙烯酰胺的水解相似，聚丙烯酸甲酯、聚丙 烯腈、聚丙烯酰胺经水解，最终均能形成聚丙烯酸。
聚丙烯酸或部分水解的聚丙烯酰胺可用于锅炉水的防 垢和水处理的絮凝剂，水中有铝离子时，聚丙烯酸成絮状， 与杂质一起沉降除去。
25
3.反应功能高分子
（3）高分子底物和固相合成
1963年，美国的生物学家Merrifield，发明了多肽固相合成方法。 成功的将氯甲基化聚苯乙烯珠粒用于合成多肽和蛋白质。这是目前合成 蛋白质、核酸和DNA等生命物质的首选方法。 固相合成是选用在反应体系中不会溶解的高分子材料作为反应试剂的 载体，中间产物始终与高分子载体相连接，高分子上的活性基团只参与 初始反应或最后一步反应。含有双官能团或多官能团的低分子有机化合 物以共价键的形式与作为载体的高分子试剂相结合，然后与低分子试剂 或其溶液进行单步或多步的反应，过量使用的小分子试剂或载体可以过 滤除去后进行下一步反应直至在高分子载体上形成预定的产物，最后将 合成好的有机化合物从载体上分离下来。 这种高分子固相合成广泛用于多肽、寡糖、低聚核苷酸以及光学异构 体、大环化合物的定向合成。固相合成具有快速、、简便、收率高的特 点，但聚合物作为固相合成的载体，要求聚合物在反应体系中不溶解， 在溶剂中适度溶胀，聚合物高度功能化，功能基在载体上分布均匀，反 应后可以用简单的方法使载体再生使用。
4
如聚丙烯腈（PAN）的水解:
反应不能用小分子的“产率”一词来描述 只能用基团转化率来表征：即指起始基团生成各种基团 的百分数。 基团转化率不能达到百分之百，是由高分子反应的不 均匀性和复杂性造成的。
5
1.聚合物化学反应的特征
◆ 1.2 物理因素对基团活性的影响：
如聚合物的结晶度、溶解性、温度等。 结晶性：对于部分结晶的聚合物而言，由于在其结晶区域 （即晶区）分子链排列规整，分子链间相互作用强，链与链 之间结合紧密，小分子不易扩散进晶区，因此反应只能发生 在非晶区； 溶解性：聚合物的溶解性随化学反应的进行可能不断发生变 化，一般溶解性好对反应有利，但假若沉淀的聚合物对反应 试剂有吸附作用，由于使聚合物上的反应试剂浓度增大，反 而使反应速率增大； 温度：一般温度提高有利于反应速率的提高，但温度太高可 能导致不期望发生的氧化、裂解等副反应。 6
22
3.1反应功能高分子的分类
功能高分子，按应用功能可分： 反应功能高分子，如高分子试剂、高分子药物、 高分子催化剂等； 分离功能高分子，如吸油、吸水树脂、离子交换 树脂、螯合树脂等； 电功能高分子，如导电、光致导电、压电等高分 子； 光功能高分子，如光固化涂料、光致抗蚀剂，光 致变色、光能转换等高分子； 液晶高分子
◆ 二醋酸和三醋酸纤维素：人造丝
◆ 一醋酸纤维素：透明高强度塑料，胶卷、录像带
◆ （iii）纤维素醚的合成
将碱纤维素与卤代甲烷、卤代乙烷反应可分别制得甲基、乙基纤维素， 主要用做分散剂：
P OH + NaOH + CH3Cl P OH + NaOH + CH3CH2Cl P OCH3 + NaCl + H2O 甲基纤维素 P OCH2CH3 + NaCl + H2O 乙基纤维素
PVC是通用塑料，但其热变形温度低（约80℃）。经 氯化，使氯含量从原来的56.8%提高到62~68%，耐热性可 提高10~40℃，溶解性能、耐候、耐腐蚀、阻燃等性能也 相应改善，因此CPVC可用于热水管、涂料、化工设备等方 面。
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2.3聚醋酸乙烯酯（PVAc）的反应
聚乙烯醇只能从PVAc的水解得到：
1.聚合物化学反应的特征
◆ 1.3 化学因素对基团活性的影响
(i) 邻基效应
a. 位阻效应：由于新生成的官能团的立体阻碍，导致其 邻近官能团难以继续参与反应。 如聚乙烯醇的三苯乙酰化反应，由于新引入的庞大的三 苯乙酰基的位阻效应，使其邻近的-OH难以再与三苯乙酰氯 反应：
CH2 CH OH + C COCl CH2 CH CH2 CH CH2 CH OH O OH CO
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3.反应功能高分子
（4）高分子催化剂 定义：由高分子母体和催化基团A组成，催化基团不 参与反应，只起催化作用，或参与反应后恢复原 状：
制备方法： 化学结合法：将具有催化作用的基团以化学结 合形式接到高分子上。 吸附法：利用正、负离子的吸附作用，将催化 基团吸附在高分子载体上。 内包藏法：反应基团包在高分子载体内。
2.聚合物的基团反应
◆ 其反应历程跟小分子饱和烃的氯化反应相同，是 一个自由基链式反应：
光 Cl2 或有机过氧化物 +Cl + Cl2 2 Cl CH2CH CH2CH Cl + HCl + Cl
CH2CH2 CH2CH
13
（2）聚氯乙烯（PVC）的氯化
PVC的氯化可以水作介质在悬浮状态下50℃进行，亚甲 基氢被取代。
H+, H2O
CH CH O C O C OH OH
CH2
+ NH3
8
1.3 化学因素对基团活性的影响
◆ (ii) 官能团孤立化效应（几率效应）
当高分子链上的相邻官能团成对参与反应时，由于成对基 团反应存在几率效应，即反应过程中间或会产生孤立的单个 官能团，由于单个官能团难以继续反应，因而不能100%转化， 只能达到有限的反应程度。
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3.反应功能高分子
（1） 高分子试剂
◆ 定义：高分子试剂是小分子试剂经过高分子化，在某些聚 合物骨架上引入反应活性基团，得到的具有化学试剂功能 的高分子化合物，其品种可以与低分子试剂相对应。 ◆ 高分子试剂的优点：不溶、稳定；对反应的选择性高；可 就地再生，重复使用；生成物容易分离提纯。 ◆ 举例：常见的能形成碳-碳键的烷基化试剂——格氏试剂、 能与化合物中羟基和氨基反应形成酯和酰胺的酰基化试剂 等就属于化学试剂。
加氢的关键是寻找加氢催化剂（镍或贵金属类），并关 注与氢扩散传递相关的化工问题，因为气体扩散可能成为 控制步骤。
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2.聚合物的基团反应
◆ （2）氯化和氢氯化
天然橡胶的氯化可在四氯化碳或氯仿溶液中、80~100℃下进行，产物氯含量可 高达65%，除在双键上加成外，还可能在烯丙基位置取代和环化，甚至交联。
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2.7纤维素的化学改性
（i）粘胶纤维的合成
CH2OH O O OH OH CH2OH O O OH ONa CS2 CH2OH O O OH O C SNa S 纤维素黄原酸酯 H2SO4 纺丝 纤维素 + Na2SO4 + CS2
NaOH
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（ii）纤维素酯的合成
◆ 纤维素与酸反应酯化可获得多种具有重要用途的纤维素酯。 重要的有： ◆ a. 硝化纤维素：纤维素经硝酸和浓硫酸的混合酸处理可 制得硝化纤维素：
◆ 1.1 大分子基团活性：
聚合物和低分子同系物可以进行相似的基团反应，例如纤维 素和乙醇中的羟基都可以酯化，聚乙烯和己烷都可以氯化等， 但对产率或转化率的表述和基团活性却存在着差异。 大分子链上的基团很难全部起反应，参加化学反应的主体是 大分子的某部分（如侧基或端基），而非整个分子，一个高分 子链上含有未反应和反应后的多种不同的基团，类似共聚物。
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1.3 化学因素对基团活性的影响
◆ b. 静电效应：邻近基团的静电效应可降低或提高官能团 的反应活性。 如聚丙烯酰胺的水解反应速率随反应的进行而增大，其原 因是水解生成的羧基与邻近的未水解的酰胺基反应生成酸酐 环状过渡态，从而促进了酰胺基中-NH2的离去, 加速了水解。
H2 C CH + O C - C O O NH2 H CH
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3.反应功能高分子
（2）高分子药物 高分子药物属于高分子试剂范围，只是在人体 内反应。高分子药物是将药物共价结合或络合在 聚合物上，或将带有药效基团的单体聚合，就成 了高分子药物。在生物体内，基团通过体液水解 或酶解，产生药效，具有长效和副作用小的优点。 缓释放或控制释放药剂： 将低分子药物高分子化，处理方法有化学结合 和物理隔离二类，物理隔离又有外包膜和微胶囊 等法。
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4.接枝共聚
◆ 聚合物的接枝反应是指在高分子主链上连接不同组成的支 链得到接枝共聚物 ◆ 接枝共聚物
◆ 嵌段共聚物
◆ 扩链共聚物
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4.接枝共聚
按照接枝点产生方式，分成（1）长出支链；（2） 嫁接；（3）大单体共聚。
（1）长出支链
◆
在高分子主链上引入引发活性中心引发第二单 体聚合形成支链,根据引发活性中心引入方法的不 同，包括（i）链转移反应法；（ii）大分子引发 剂法；（iii）辐射接枝法。
CH2CH OH RCHO O R O O R O OH O R O
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2.聚合物的基团反应
2.1聚二烯烃的加成反应
二烯类橡胶分子中含有双键，也可以进行加成反应， 如加氢、氯化和氢氯化，从而引入原子或基团。 （1）加氢反应 顺丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、SBS等 大分子链中留有双键，易氧化和老化，经加氢成饱和橡胶， 玻璃化温度和结晶度均有改变，可提高耐候性，部分氢化 的橡胶可作电缆涂层。
CH2OH O O OH OH HNO3 CH2OH O O OH ONO2 硝化纤维
◆ 一硝基纤维素：塑料（赛璐珞） ◆ 二硝基纤维素：涂料、粘合剂 ◆ 三硝基纤维素：炸药
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（ii）纤维素酯的合成
◆ b. 纤维素乙酸酯：常称醋酸纤维素，物性稳定，不燃，除火药外已全 部取代硝化纤维素。由乙酸酐和乙酸在硫酸催化下与纤维素反应而得：
高分子科学
聚合物的化学反应
聚合物的化学反应
◆ 1.聚合物化学反应的特征 ◆ 2.聚合物的基团反应 ◆ 3.反应功能高分子 ◆ 4.接枝共聚 ◆ 5.嵌段共聚 ◆ 6.扩链 ◆ 7.交联 ◆ 8.降解与老化
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概述
◆ 聚合物的化学反应的定义：聚合物分子链上或分子链间官 能团相互转化的化学反应过程。 ◆ 意义：研究和利用聚合物分子内或聚合物分子间所发生的 各种化学转变, 具有重要的意义：
氯化橡胶不透水，耐无机酸、碱和大部分化学品，可用作防腐蚀涂料和粘合剂， 如混凝土涂层。
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2.2聚烯烃和聚氯乙烯的氯化
聚烯烃的氯化是取代反应，属于比较简单的高分子基团反 应。 （1）聚乙烯（PE）的氯化 在适当温度下或经紫外光照射，聚乙烯容易被氯化， 形成氯化聚乙烯（CPE），释放出HCl。 总反应式： 氯化反应属自由基连锁机理。氯气吸收光量子后，均 裂成氯自由基。氯自由基向聚乙烯移成链自由基和氯化氢。 链自由基与氯反应，形成CPE和氯自由基。 高分子量PE氯化后可形成韧性弹性体，低分子量PE的 氯化产物易加工。含30~40%Cl的CPE为弹性体，阻燃，可 作PVC抗冲改性剂。 12
◆ （1）合成具有特定结构和功能的新型高分子
◆ 利用高分子的化学反应对高分子进行改性从而赋予聚合 物新的性能和用途：离子交换树脂；高分子试剂及高分子 固载催化剂；在医药、农业及环境保护方面具有重要意义 的可降解高分子；阻燃高分子等等。
◆ （2）有助于了解和验证高分子的结构。
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1.聚合物化学反应的特征
21
3.反应功能高分子
◆ 概述
◆ 定义：当聚合物侧基反应的生成物具有某种特殊功能或者用途时，常 常将这种高分子材料叫做功能高分子。 功能高分子由骨架和基团组成，合成方法可分： 高分子功能化：在高分子骨架（母体）上键接功能基团。交联聚苯 乙烯常选作母体，因为苯环容易接上各种基团。 功能基团高分子化：主要由功能单体聚合而成，如丙烯酸聚合成聚 丙烯酸。 反应功能高分子主要包括高分子试剂和高分子催化剂两大类。高分 子药物可以归入高分子试剂，离子交换树脂兼有试剂和催化功能，而 固定化酶则类似于高分子催化剂。 应用：主要用于化学合成和化学反应，有时也利用其反应活性制备化学 敏感器和生物敏感器。
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2.5苯环侧基的取代反应
聚苯乙烯及其共聚物，带有苯环侧基，苯环上的氢原子 容易进行取代反应。几乎可进行芳烃的一切反应。 如：以苯乙烯－二乙烯苯共聚物为母体制备离子交换树 脂。
阴离子交换树脂
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2.6环化反应
有多种反应可在大分子链中引入环状结构，如聚氯乙烯 与锌粉共热、聚乙烯醇缩醛等的环化。环的引入，使聚合 物刚性增加，耐热性提高。有些聚合物，如聚丙烯腈或粘 胶纤维，经热解后，还可能环化成梯形结构，甚至稠环结 构，制备碳纤维。
聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品
缩甲醛：维尼纶 缩丁醛：良好的玻璃粘合剂
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2.4聚丙烯酸酯类的基团反应
与丙烯腈、丙烯酰胺的水解相似，聚丙烯酸甲酯、聚丙 烯腈、聚丙烯酰胺经水解，最终均能形成聚丙烯酸。
聚丙烯酸或部分水解的聚丙烯酰胺可用于锅炉水的防 垢和水处理的絮凝剂，水中有铝离子时，聚丙烯酸成絮状， 与杂质一起沉降除去。
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3.反应功能高分子
（3）高分子底物和固相合成
1963年，美国的生物学家Merrifield，发明了多肽固相合成方法。 成功的将氯甲基化聚苯乙烯珠粒用于合成多肽和蛋白质。这是目前合成 蛋白质、核酸和DNA等生命物质的首选方法。 固相合成是选用在反应体系中不会溶解的高分子材料作为反应试剂的 载体，中间产物始终与高分子载体相连接，高分子上的活性基团只参与 初始反应或最后一步反应。含有双官能团或多官能团的低分子有机化合 物以共价键的形式与作为载体的高分子试剂相结合，然后与低分子试剂 或其溶液进行单步或多步的反应，过量使用的小分子试剂或载体可以过 滤除去后进行下一步反应直至在高分子载体上形成预定的产物，最后将 合成好的有机化合物从载体上分离下来。 这种高分子固相合成广泛用于多肽、寡糖、低聚核苷酸以及光学异构 体、大环化合物的定向合成。固相合成具有快速、、简便、收率高的特 点，但聚合物作为固相合成的载体，要求聚合物在反应体系中不溶解， 在溶剂中适度溶胀，聚合物高度功能化，功能基在载体上分布均匀，反 应后可以用简单的方法使载体再生使用。
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如聚丙烯腈（PAN）的水解:
反应不能用小分子的“产率”一词来描述 只能用基团转化率来表征：即指起始基团生成各种基团 的百分数。 基团转化率不能达到百分之百，是由高分子反应的不 均匀性和复杂性造成的。
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1.聚合物化学反应的特征
◆ 1.2 物理因素对基团活性的影响：
如聚合物的结晶度、溶解性、温度等。 结晶性：对于部分结晶的聚合物而言，由于在其结晶区域 （即晶区）分子链排列规整，分子链间相互作用强，链与链 之间结合紧密，小分子不易扩散进晶区，因此反应只能发生 在非晶区； 溶解性：聚合物的溶解性随化学反应的进行可能不断发生变 化，一般溶解性好对反应有利，但假若沉淀的聚合物对反应 试剂有吸附作用，由于使聚合物上的反应试剂浓度增大，反 而使反应速率增大； 温度：一般温度提高有利于反应速率的提高，但温度太高可 能导致不期望发生的氧化、裂解等副反应。 6
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3.1反应功能高分子的分类
功能高分子，按应用功能可分： 反应功能高分子，如高分子试剂、高分子药物、 高分子催化剂等； 分离功能高分子，如吸油、吸水树脂、离子交换 树脂、螯合树脂等； 电功能高分子，如导电、光致导电、压电等高分 子； 光功能高分子，如光固化涂料、光致抗蚀剂，光 致变色、光能转换等高分子； 液晶高分子