高分子化合物

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高分子化合物:是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物

单体:合成聚合物所用的低分子的原料

结构单元:在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团

重复单元:在聚合物的大分子链上重复出现的,组成相同的最小基本单元

结构单元=单体单元=重复单元=链节

聚合度:衡量高分子大小的一个指标

高分子化合物的特点:分子量大,分子之间的作用力大,只有液态和固态,不能汽化,分子量具有多分散性

聚合物分类:天然高分子(纤维素,蛋白质),合成高分子(塑料),改性高分子

碳链聚合物(大分子主链完全由碳原子组成的聚合物)杂链聚合物(聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧,氮等杂原子)元素有机聚合物(聚合物的大分子主链中没有没有碳原子,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成)

五大通用材料:PP聚丙烯,PE聚乙烯(高密度聚乙烯HOPE是配位聚合,低密度聚乙烯LDPE是自由基聚合)引发剂:高温,高压,微量氧。预聚合,过氧化乙酰基黄酰。聚氯乙烯PVC,聚苯乙烯PS,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS。(PVC,PS,ABS是自由基聚合)

通用聚苯乙烯GPPS,聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)PMMA

三大合成材料:树脂(合成)/塑料,纤维,合成橡胶

五大通用工程材料:PA聚酰胺(尼龙),PC聚碳酸酯,PET聚对苯二甲酸,POM聚甲醛,PPO聚苯醚

聚合反应,按单体和聚合物结构分类可以分为缩聚和加聚

加聚反应:单体加成而聚合起来的反应。其特征:加聚反应往往是烯类单体,键加成的聚合反应,无官能团结构特征,多是碳链聚合物;加聚物的元素组成与其单体相同,仅电子结构有所改变;加聚物分子量是单体分子量的整数倍

缩聚反应是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程,兼有缩合出大分子和聚合成高分子的双重含义。其特征:缩聚反应通常是官能团间的聚合反应,反应中有低分子副产物产生,如水,醇,胺等;缩聚中往往留有官能团的的结构特征,如-OCO-,故大部分缩聚物都是杂链聚合物;缩聚物的结构单元比其单体少若干原子,故分子量不再是单体分子量的整数倍。

按聚合机理分类,可以分为逐步和连锁

逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。连锁反应:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合,烯类单体的加聚反应大部分属于连锁反应。连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。

特征:聚合过程由链引发,链增长和链终止几步基元反应组成,各步反应速率和活化能差别很大。反应体系中只存在单体,聚合物和微量引发剂

聚合物分子量为什么是平均值乙醇,苯等低分子具有固定的分子量,但聚合物和低分子量化合物不同,没有一个固定的分子量,而是由分子量不等的同系物混合而成,因此聚合物分子量存在一定的分布,指平均分子量

数均分子量:聚合物中用不同分子量的分子数目平均的统计平均分子量。NI相应分子所占的数量分数

重均分子量:聚合物中用不同分子量的分子重量平均的统计平均分子量。WI相应的分子所占的重量分数

分子量分布:由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布。分子量分布一般有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。分子量分布是影响聚合物性能的因素之一。

热塑性聚合物:聚合物大分子之间以物理力聚合而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中,热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时则固化成型,并且可以如此反复进行。例如:聚乙烯,聚苯乙烯,涤纶,尼龙热固性聚合物:许多线型或支链型大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物,许多大分子聚合在一起,已无单个大分子可言。这类聚合物受热不软化,也不易被溶剂所溶胀。例如:酚醛树脂,醇酸树脂Hermann Staudinger提出“高分子化合物”概念,奠定高分子科学理论基础的科学家

Wallace Carothers在缩聚和加聚机理系统和高分子溶液理论方面做出杰出的贡献

Paul J Flory合成出尼龙-66

官能度:一分子聚合反应原料中能参与反应的官能团数

官能团:有机化合物分子内所含的能表现某种特性的原子团

线形缩聚:在聚合反应过程中,如用2-2或2官能度体系的单体作原料,随着聚合度逐步增加,最后形成高分子的聚合反应。线形缩聚形成的聚合物为线型聚合物,如涤纶,尼龙等。

体形缩聚:参加反应的单体,至少有一种单体含有两个以上的官能团,反应中形成的大分子向三个方向增长,得到体型结构的聚合物的这类反应。

凝胶点:体形缩聚反应进行到一定程度时,体系粘度将急剧增大,迅速转变成不溶,不熔,具有交联网状结构的弹性凝胶的过程,即出现凝胶胶化现象。此时的反应程度叫凝胶点

热固性树脂的生产和应用分为哪两个阶段,中间的分界点是什么,这个分界点有何重要性

阶段一:先制成聚合不完全的预聚物,线性或支链型,液体或固体,可溶可熔。阶段二,预聚物的固化成型,在加热加压条件下进行。分界点是凝胶点。预聚阶段,无规预聚物一定要控制在反应程度以下,否则会交联固化在反应釜里报废。如果是结构预聚物,要控制分子量在一定值。交联固化时,反应程度要在凝胶点以上足够高,以保证最终制品的性能。

尼龙610;聚癸二酰乙二胺

控制线性缩聚的聚合度基本原理是端基封锁,具体方法有控制官能团

摩尔比和加单官能团封端剂两种方法

三大热固性树脂分别是酚醛树脂(苯酚,甲醛)环氧树脂和不饱和树脂(二元酸或酸酐,二元醇)

碱催化酚醛树脂是属于无规预聚物,继续加热可直接交联固化

酸催化酚醛树脂是结构预聚物,单凭加热,难以固化

环氧树脂和不饱和聚酯是结构预聚物

链引发:形成单体自由基活性种的反应。链引发包括两步:初级自由基的形成(引发剂的分解),单体自由基的形成

链增长:单体自由基形成后,它仍具有活性,能打开第二个烯类分子的π双键,形成新的自由基,新自由基的活性并不随着链段的增加而衰减,与其他单体分子结合成单元更多的链自由基,即链增长。

链终止:自由基活性高,有相互作用终止而失去活性的倾向。链自由基失去活性形成稳定聚合物的反应为链终止。

诱导分解:实际上是自由基向引发剂的转移反应,其结果使引发剂效率降低

引发剂:在聚合体系中能够形成活性中心的物质,使单体在其上连接分为自由基引发剂,离子引发剂

引发剂的半衰期:物质分解至起始浓度一半时所需要的时间

诱导期:聚合初期初级自由基为阻聚杂质所终止,无聚合物形成,聚合速率为零的时期

自动加速效应:聚合中期随着聚合的进行,聚合速率逐渐增加,出现自动加速现象,自动加速现象主要是体系粘度增加所引起的,又称

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