第八章水溶性高分子
第八章水溶性高分子全解
COOH
改性淀粉
O O OH OH O
CH 2OH O OH OH O
CH 2OH O OH OH
CH2 OH O
壳聚糖
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
CH 2OH O
CH 2OH O O OH OH O
可选溶剂：低分子醇
C 分子量较低
四 、双水相聚合
概念：聚合反应单体、聚合产物 分散相
预置聚合物
连续相
聚合过程分相
基本组成；单体 引发剂
预置聚合物
水
聚合反应类型：自由基溶液聚合
双水相聚合反应特点
优点： 产品快速溶解，应用方便 生产工艺简单 不消耗有机溶剂 不产生凝胶 缺点： a 分散剂（预置聚合）分离困难
1、基本概念
种类
高分子
结构特点
水溶性高分子
？
3
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”。
一、水溶性高分子的结构特点
2、结构特点
聚丙烯酰胺
CH2CR CONH2
CH2CR CH2CR CH2CR CONHCH2N(CH3)2 COOH CONH2
b 体系浓度较低，生产效率较低
C 分子量较低
五、聚合物化学反应
概念：将原有的聚合物通过化学反应转化为具有
特定功能的水溶性聚合物
主要例子：聚醋酸乙烯酯醇解制备聚乙烯醇
[ CH -CH ] 2 n [ CH -CH ] 2 n-x [ CH -CH ] 2 x OCOCH3
水溶性高分子化合物在金属加工润滑剂中的应用
水溶性高分子化合物在金属加工润滑剂中的应用马国梁;荣捷;陈鲜伟【摘要】阐述了水溶性高分子化合物的种类以及金属加工润滑剂所用水溶性高分子化合物的典型品种,并分别介绍了其在金属加工过程中用做润滑剂、表面活性剂及消泡剂的水溶性高分子化合物的性能特点,指出利用水溶性高分子化合物本身具有的双亲性及亲水基团具有的化学反应活性,可以强化和发展该类化合物的更多功能.【期刊名称】《润滑油》【年(卷),期】2017(032)001【总页数】3页(P26-28)【关键词】水溶性高分子;金属加工;添加剂;性能特点【作者】马国梁;荣捷;陈鲜伟【作者单位】中国石油润滑油公司,北京100028;中国石油润滑油公司,北京100028;中国石油润滑油公司,北京100028【正文语种】中文【中图分类】TE624.82金属加工液广泛用于金属切削和塑性加工，起到冷却和润滑作用，从而提高工作效率。
水溶性高分子在金属加工液中应用广泛，其作用表现在提高金属加工润滑剂的润滑性能、改变体系表面活性和摩擦系数，增加体系的防锈缓蚀和消泡能力等。
水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系。
水溶性高分子可以分为三大类：天然水溶性高分子、半合成水溶性高分子和合成水溶性高分子[1]。
合成水溶性高分子有聚合和缩合两类。
水基金属加工过程中用做添加剂的水溶性高分子化合物多是合成水溶性高分子，此类高分子化合物多具有优秀的润滑性能或其他金属加工所需的性能特点，其润滑性能能够达到甚至超越一些油基润滑液，同时通过分子设计等方式能够优化水溶性高分子的综合性能，使其具备较强的极压、防锈缓蚀、抗磨减摩等性能特点。
优良的金属加工液能提供良好的润滑以减少加工对象和加工工(模)具的磨损。
金属加工液与润滑油的润滑原理类同，即相对运动的表面填充液体润滑剂，减少摩擦磨损，使摩擦状态从干摩擦过渡到边界摩擦，理想情况下达到液体摩擦。
第8章 水溶性和可食性
• 聚合度增大，水溶液的粘度增大，成膜 后的强度和耐溶剂性增大，但在水中的 溶解度下降，成膜后的伸长率下降。醇 解度增大，在冷水中溶解度下降，而在 热水中的溶解度提高。
3）水溶液性质
• 水溶性聚乙醇的溶解性随其醇解度的高低而有 很大差别，醇解度87%—89%的产品水溶性最 好，不管在冷水还是在热水中，它都能很快的 溶解。醇解度在89%—90%以上的产品，为了 完全溶解，一般需要加热60—70℃。醇解度为 99%以上的聚乙烯醇只溶于95℃的热水。而醇 解度在75%—80%的产品只溶于冷水，不溶于 热水。醇解度小于66%，由于憎水的乙酰基含 量增大，水溶性下降。直到醇解度到50%以下， 聚乙烯醇即不再溶于水。以上品种的产品，一 旦制成水溶液，就不会在冷却时从溶液中再析 出来。
OH OH
OH OH
1，2—聚乙二醇结构
主要的结构是1，3—聚乙二醇结构，也就是“头—尾”结 构。聚乙烯醇的聚合度可分为高聚合度、中聚合度、低聚 合度。近来还发展了一种超高聚合度的产品。醇解度是在 聚乙烯醇的生产中聚乙酸乙烯用甲醇醇解的程度，醇解度 越大，其聚乙烯醇中含的羟基越多。醇解度通常有三种， 即78％，88％和98％。完全醇解的聚乙烯醇醇解度为98％ 一100％，部分醇解的醇解度通常为87％一89％。醇解度 98％的聚乙烯醇多数用作维尼纶的原料。低醇解度的一般 用于非纤维应用。为了表示方便，常取聚合度的千、百位 数放在前面，把醇解度的百分数放在后面，如75—98，即 聚合度为7500，醇解度为98％。
• 合成水溶性高分子发展较快的原因有多 种。首先，合成聚合物具有高效性，用 较小的剂量即可以起到相同剂量的天然 化合物所起不到的作用。其次，合成高 分子具有多样化的特性，既可以提供多 种品种和规模，又可以提供具有多种性 能和功能的产品。
第八章 水溶性高分子
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
15
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
改性淀粉 壳聚糖
COOH
O
OH
O
O
OH
CH2OH O
OH
NH2
O
nCH2OH OO来自 OOHCH2OH O
OH OH
果胶 4
一、水溶性高分子的结构特点
水溶性高分子个共同的结构特点：分子中均含有亲水性基团。
改性纤维素 淀粉
CH2OH O
CH2OH O
CH2OH O
OH O
OH O
OH O
OH
OH
OH
改性纤维素拓宽了纤维素的应用领域广泛应用于洗 涤工业、纺织印染工业、食品工业、石油开采工业等领 域。
12
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
13
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。
16
一、水溶性高分子的溶解性
第八章超强吸水高分子材料
其它
多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等
三、基本结构
合成超高吸水高分子材料
目前主要分为聚丙烯酸（盐） ，聚乙烯醇两大类。 其中，聚丙烯酸（盐）类的研究最多，产量最大。
类别 比
较
聚 丙烯酸（盐）类
聚乙烯醇类
吸水性强，工艺成
吸水倍率不及聚丙烯酸 类,但它的特点是吸水速度
从物理结构看： 低交联度的三维网络。网络的骨架可以 是淀粉、纤维素等天然高分子，也可以是合成树脂(如聚 丙烯酸类）。
微观结构
多孔网状结构
淀粉－聚丙烯酸钠接枝聚合物模型图
五、合成高吸水分子中一些重要术语
术语 引
解释
引发自由 发
基聚合反应
剂
交
令聚合物
链相互交联
联
决定了树
剂 脂空间网络 的大小
影
响
用量：一般为单体的0.01~0.8%
均是葡萄糖的多聚体，可以采用 相类似的单体、引发剂、交联剂进行 吸水树脂的制备
解，吸水后凝胶 强度大，保水性 强.抗菌性好.但 可降解性差.适 用于工业生产
甲壳质衍生物
四、SAP结构
从化学结构看： 主链或侧链上含有亲水性基团，如 -ＳＯ3Ｈ、 -ＣＯＯＨ、 -ＣＯＮＨ2、 -ＯＨ等
吸水能力：-ＳＯ3Ｈ>-ＣＯＯＨ>-ＣＯＮＨ2>-ＯＨ
• 大孔型 树脂内部有永久微孔；不需溶胀的状态也 可使用
弱酸型阳离子大孔树脂 凝胶树脂
制备
• 一般采用常规的悬浮聚合方法
大孔型树脂母体的制备 大孔型树脂母体主要是通过在共聚单体中添加致
孔剂的方法制备的。一般合成过程如下
致孔剂通常是一类不参与聚合，能与单体混溶， 使交联共聚物溶胀或沉淀的有机溶剂。 聚合过程 中，致孔剂分布在单体及已聚合的共聚物中。随着 聚合转化率提高，油珠逐渐固化。聚合反应完成后， 用水蒸气蒸馏或溶剂提取方法除去致孔剂，结果留 下孔穴，形成具大孔结构的球状树脂母体。
药剂学-第08章液体制剂
特
征
以小分子或离子状态分散，均相 澄明溶液，体系稳定
高分子化合物以分子状态分散， 均相澄明溶液，体系稳定
以胶粒分散，形成多相体系，热 力学不稳定
以小液滴状态分散，形成多相体 系，热力学和动力学不稳定
以固体微粒状态分散形成多相体 系，热力学和动力学不稳定
第二节 液体制剂的辅料
一、液体制剂常用溶剂 二、液体制剂常用附加剂
香料和香精，如苹果香精等
阿拉伯胶、CMCNa、MC等 有机酸 + 碳酸氢钠，产生 CO2麻痹味蕾
7、着色剂
（1）天然色素 植物性色素如胡萝卜素、甜菜红、姜黄等
矿物性色素如氧化铁等。 （2）合成色素
主要有胭脂红、苋菜红、柠檬黄、靛蓝等。
第三节 低分子溶液剂
低分子溶液剂：是指小分子药物以分子或离子状态
浓芳香水剂：用乙醇和水的混合溶剂制成的含 大量挥发油的溶液。
二、芳香水剂
制备方法：
1.溶解法 取挥发油或挥发性药物细粉，加 蒸馏水溶解。
2.稀释法 由浓芳香水剂加蒸馏水稀释制得。 3.蒸馏法 适合于药材。
二、芳香水剂
注意事项：
1.芳香水剂浓度一般都很低，常作为矫味、 矫臭和分散剂使用。
2.芳香水剂多数易分解、变质甚至霉变，故 不宜大量配制和久贮。
例：复方碘溶液
［处方］
碘 碘化钾 蒸馏水
50g
100g 适量
加至
1000ml
[制法] 取碘化钾，加入蒸馏水100ml溶解配成浓 溶液，加入碘搅拌使溶，再加入蒸馏水 适量至1000ml，即得。
二、芳香水剂
芳香水剂：芳香挥发性药物的饱和或近饱和水 溶液。《中国药典》（2015）称为露剂。
露剂：含挥发性成分的饮片用水蒸汽蒸馏法制 成的芳香水剂。
第八章-美容化妆品基础知识试题及答案
第八章-美容化妆品基础知识试题及答案姓名：班级： [填空题] *_________________________________1.热膜刺激性小，主要适用于敏感性皮肤。
[单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：热膜主要通过热渗透的原理，促使面部皮肤血液循环加快，毛细血管和毛孔扩张，不适合敏感性皮肤。
2.祛斑霜可让偏黑的皮肤变白。
[单选题] *A.对(正确答案)B.错3.精华素是一种浓缩精华产品，不易堵塞毛孔。
[单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：精华素虽然是一种浓缩产品，但是如果使用油性较大的精华素，也易堵塞毛孔，造成皮肤问题。
4.化妆水可以当做洁肤水直接拍于面部，使面部清洁干净 [单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：化妆水是一种兼具清洁、收敛、营养、抑菌等多种功能的液体产品，但是它不能替代清洁类用品。
5.护肤霜香味过浓及所含防腐剂过量是引起皮肤过敏的原因之一。
[单选题] *A.对(正确答案)B.错6.化妆水可以补充皮肤水分，而且可以调整皮肤的pH值。
[单选题] *A.对(正确答案)B.错7.雪花膏含水量达75％ [单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：雪花膏含水量达70％左右。
8.洗面奶适合油性或混合性皮肤夏季使用 [单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：洗面奶适合中、干性皮肤全年使用，洁面凝胶、洁面睹、洁面泡沫适合油性或混合性皮肤夏季使用。
9.乳液多用做皮肤保湿，最适合干性皮肤。
[单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：乳液多用做皮肤保湿，最适合油性皮肤。
10.按摩膏是指可在按摩过程中起润滑作用的O/W型膏霜类化妆品 [单选题] *A.对B.错(正确答案)答案解析：按摩膏是指可在按摩过程中起润滑作用的W/O型膏霜类化妆品。
11.软膜的特点是质地细软、性质温和、对皮肤没有压迫感。
[单选题] *A.对(正确答案)B.错12.了解化妆品的保存期限是选用化妆品的重要步骤。
水溶性高分子
水溶性高分子一、简介水溶性高分涵盖了一个非常广泛的，品种繁多的产品家族，有天然，人工合成，其应用非常广泛。
在这些产品家族中，合成的，特别是混凝剂和絮凝剂，主要作用是促进水介质中悬浮物的分离，同时它们也有助于对各种分离工艺过程的污泥进行脱水。
当液体介质的比重与其中的粒子比重显著不同时，固液分离过程就发生的很快，要么沉淀要么上浮。
当粒子的大小使其在液体中保持悬浮状态时，固液分离就难以进行，在这种情况下，就要使用混凝剂和絮凝剂来促进分离过程的进行。
二、目录Ⅱ简介Ⅱ目录Ⅲ胶体科学的基本原理Ⅲ-1 胶体悬浮液Ⅲ-1-1疏水胶体Ⅲ-1-2 亲水胶体Ⅲ-2 胶体浓度的测定Ⅳ混凝作用和絮凝作用Ⅳ-1 电中和Ⅳ-2吸附Ⅳ-3悬浮液的混凝脱稳Ⅳ-4悬浮液的絮凝脱稳Ⅳ-4-1 絮体的形成Ⅳ-4-2 絮体增长的动力学Ⅳ-4-3 絮体的形态Ⅳ-5 其它悬浮液脱稳体系Ⅳ-5-1 封装体系Ⅳ-5-2 双元聚合物复合混凝体系Ⅳ-5-3 微粒体系Ⅳ-6 絮凝和混凝效率Ⅳ-7影响混凝和絮凝效率的因素Ⅳ-7-1颗粒的影响Ⅳ-7-2聚合物的影响Ⅳ-7-3 聚合物在溶液中混合过程的影响Ⅳ-7-4 溶液的温度和pH值的影响Ⅳ-7-5 悬浮液有机性的影响Ⅳ-8 人工合成混凝剂的优点Ⅴ水溶性聚合物Ⅴ-1混凝剂Ⅴ-1-1季铵化聚胺Ⅴ-1-2 聚二甲基二烯丙基氯化铵Ⅴ-1-3 双氰胺树脂Ⅴ-2 絮凝剂Ⅴ-2-1 非离子絮凝剂Ⅴ-2-2 阴离子絮凝剂Ⅴ-2-3 阳离子絮凝剂Ⅴ-3 两性共聚物Ⅴ-4 其他聚合物Ⅴ-5 溶液产品Ⅴ-6 支化的聚合物Ⅴ-7 增稠剂Ⅵ聚合物的形态Ⅵ-1 干粉Ⅵ-2 乳液Ⅵ-3珠状聚合物Ⅵ-4 溶液产品Ⅶ聚合物的化学特性Ⅶ-1 粘度Ⅶ-2分子量的测定Ⅶ-2-1 光散射法Ⅶ-2-2 特性粘度法Ⅶ-3 稳定性Ⅶ-3-1 化学和生物稳定性Ⅶ-3-2 机械稳定性Ⅶ-4 离子度Ⅶ-5 聚合物残单含量Ⅶ-6 毒性Ⅷ实验室测试和工业试验Ⅷ-1 原理Ⅷ-2 主要实验室工艺和市政污水的处理应用Ⅷ-3 聚合物的使用方法Ⅷ-3-1 粉状和珠状聚合物Ⅷ-3-2 乳液聚合物Ⅷ-3-1 溶液聚合物Ⅸ一般应用Ⅸ-1分离工程和絮凝作用Ⅸ-1-1 沉淀Ⅸ-1-2 离心Ⅸ-1-3 带式压滤Ⅸ-2 应用水Ⅸ-3 工艺水Ⅸ-4工业废水Ⅸ-5 市政污水Ⅸ-6 污泥浓缩和脱水Ⅹ特殊应用Ⅹ-1 采矿工业Ⅹ-2 造纸工业Ⅹ-3 石油工业Ⅹ-4 化妆品工业Ⅹ-4-1 头发和皮肤用的调理剂和成膜剂Ⅹ-4-2 增稠剂和乳液稳定剂Ⅹ-5 纺织工业Ⅹ-5-1 人工合成的增稠剂Ⅹ-5-2 固色剂Ⅹ-6 农业土壤调节剂Ⅲ胶体科学的基本原理在液体介质中，特别是水溶液介质中，有机和无机物质以溶解或固态形式存在。
合成材料-水溶性高分子共37页文档
水溶性高分子--PVA
(5)防泡剂:三丁基磷酸盐/聚乙二醇醚 8.应用 (1)造纸工业:颜料粘合剂/纸板上胶剂 (2)纺织工业:浆料 (3)乳化剂、分散剂 (4)聚合物水泥/耐水涂料 (5)土壤改良剂 (6)钢的淬火剂
水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水 溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料， 在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。
聚丙烯酰胺合成方法
实验室制备阳离子型PAM 方法： 在反应器内加入AM、 DMC(甲基丙烯酰氧乙基三 甲基氯化铵)和去离子水,搅 拌均匀,通N2气15 min,在 25℃时加入复合引发体系 引发聚合,当反应液粘稠时 停止通N2气,继续反应2·5 h 后,取出胶体造粒,烘干粉碎, 得到粉状阳离子聚丙烯酰 胺产物(P(DMC-AM))。
合成材料—水溶性高分子
提高聚合物水溶性的方法:引入亲水基/降低结晶度/利用聚电 解质的反离子作用/利用与水分子间的氢键/降低分子量/提 高支化度/升高温度
高分子水溶液流变学特性:假塑性(淀粉例外—胀流体)/触变性 高分子水溶液电化学性质:
非离子型—PEG,PEO,氧化淀粉,羟乙基纤维素 阴离子型—CMC,聚丙烯酸钠 阳离子型—聚季铵盐,阳离子淀粉 高分子水溶液的作用:分散作用(表面活性)/絮凝作用(架桥,包 覆除电荷)/增稠作用(自身粘度,结构效应)/减阻作用
PAM的市场前景和应用
阴离子聚丙烯酰胺[APAM](分子量800-2000万) 报价在7-30元/公斤； 阳离子聚丙烯酰胺[CPAM](分子量400-1400万)报价在18-45元/公斤； 非离子聚丙烯酰胺[NPAM](分子量800-1500万)报价在14-30元/公斤。
2019年全国聚丙烯酰胺产量为32.5万吨,占 全世界总产量76万吨的43%。其中石油开 采领域的消费量占总消费量近70%,水处理 领域占15%左右,造纸领域约占11%。未来 丙烯酰胺在水处理和造纸领域的需求量将 进一步扩大。
2019年-第8章高化化学反应-1-PPT精选文档
玻璃态，链段运动冻结，难以反应
非晶态高分子
高弹态：链段活动增大，反应加快 粘流态：可顺利进行
即使均相反应，高分子的溶解情况发生变化时，反 应速率也会发生相应变化。 链构象的影响 高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态。 溶剂改变，链构象亦改变，官能团的反应性也会发 生明显的变化。 轻度交联聚合物，须加适当溶剂溶胀，才易进行反应。 如苯乙烯－二乙烯基苯共聚物，用二氯乙烷溶胀后，才易 磺化或氯甲基化反应。
化学因素
几率效应 高分子链上的相邻侧基作无规成对反应 时，中间往往留有未反应的孤立单个基团， 最高程度受到几率的限制，称为几率效应。
例如，PVC与Zn粉共热脱氯成环，按几率计算，环化 只能达到86. 5%，并与实验结果相符。
C H 2
Байду номын сангаас
C H 2
C H H H 2 C 2 C 2
C H
C H
PE和PVC的氯化
聚乙烯氯化
自由基机理：
C H C l + 2
H C l + C H
C H
C l + 2
C H C l
+ C l
含氯量可以调节。氯化后，可燃性降低，溶解性增加。 氯化PE是一种有弹性的橡胶状聚合物，主要用作PVC抗 冲添加剂，与PVC有良好的相容性。
PE的氯磺化 破坏了PE的结晶，分子间可被交联形成橡胶。
高分子官能团可以起各种化学反应，但由于 高分子存在链结构、聚集态结构，官能团的反应 具有特殊性。
1. 反应产物的不均匀性
高分子链上的官能团很难全部起反应，这样 一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同 基团，类似共聚产物。 例如聚丙烯腈水解:
水溶性高分子简介
水溶性高分子简介摘要：本文介绍了水溶性高分子的分类，物理性能，制造以及未来的发展前景。
关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙二醇引言水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。
是一种亲水性的高分子材料，在水中能够溶解或溶胀而形成溶液或分散液。
在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。
亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。
这些集团不但使得高分子有亲水性，而且还带来很多宝贵的性能，如粘合性，成膜性，润滑性，分散性，减磨性等等。
1水溶性高分子的分类1.1天然水溶性高分子。
以天然动植物为原料，通过物理过程或者物理化学的方法提取而成。
最常见的如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。
天然高分子虽然受到合成高分子的不断冲击，产量逐渐下降，但是仍然有很大一部分市场被其牢牢统治着。
1.2改性天然高分子。
主要有改性纤维素和改性淀粉两大类。
如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。
这类高分子兼有天然高分子和合成高分子的优点，拥有广泛的市场，因此产量很大。
1.3合成高分子。
合成高分子材料分为聚合类和缩合类两类，如聚丙烯酰胺（PAM）、水解聚丙烯酰胺（HPAM））、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。
按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。
按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。
按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。
2水溶性高分子的物理性能2.1溶解性溶解性是达到平衡的溶液便不能容纳更多的溶质，在特殊条件下，溶液中溶解的溶质会比正常情多，这时它便成为过饱和溶液。
每份溶剂所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。
为了提高水溶性，一是在分子中引入足够的亲水基团到大分子上面变为水溶性高分子。
二是降低聚合物的结晶度。
三是利用聚电解质的反离子力作用促进溶解。
水溶性高分子
1.聚乙二醇系列产品无毒、无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。
它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
依相对分子质量不同而性质不同，从无色无臭黏稠液体至蜡状固体。
分子量200～600者常温下是液体，分子量在600以上者就逐渐变为半固体状，随着平均分子量的不同，性质也有差异。
从无色无臭粘稠液体至蜡状固体。
随着分子量的增大，其吸湿能力相应降低。
本品溶于水、乙醇和许多其它有机溶剂。
蒸气压低，对热、酸、碱稳定。
与许多化学品不起作用。
有良好的吸湿性、润滑性、粘结性。
无毒，无刺激。
平均分子量300，n=5～5.75，熔点-15～8℃，相对密度1.124～1.130。
平均分子量600，n=12～13，熔点20 ～25℃，闪点246℃，相对密度1.13 (20℃)。
平均分子量4000，n=70～85，熔点53～56℃。
在一般条件下，聚乙二醇是很稳定的，但在120℃或更高的温度下它能与空气中的氧发生作用。
在惰性气氛中(如氮和二氧化碳)，它即使被加热至200～240℃也不会发生变化，当温度升至300℃会发生热裂解。
加入抗氧化剂，如质量分数为0.25%～0.5%的吩噻嗪，可提高它的化学稳定性。
它的任何分解产物都是挥发性的，不会生成硬壳或粘泥状的沉淀物。
聚乙二醇为环氧乙烷水解产物的聚合物，无毒、无刺激性，广泛应用于各种药物制剂中。
低分子量的聚乙二醇毒性相对较大，综合来看，二醇类的毒性相当低。
局部应用聚乙二醇特别是黏膜给药可导致刺激性疼痛。
在外用洗剂中，本品能增加皮肤的柔韧性，并具有与甘油类似的保湿作用。
大剂量口服可出现腹泻。
在注射剂中，最大的聚乙二醇300浓度约为30%(V/V)，浓度大于40%(V/V)可出现溶血现象。
聚环氧乙烷与水的加聚物。
分子量在700以下者，在20℃时为无色无臭不挥发粘稠液体，略有吸水性。
高聚物合成工艺课后题答案
1生产单体的原料路线有哪几种？试比较它们的优缺点？答:①石油路线：目前最主要的单体原料路线②煤炭路线：乙炔，电石生产需大量电能，经济上不合理，由于我国历史原因和资源情况，乙炔仍是高分子合成的工业的重要原料。
③可再生资源路线，原料不充足，成本高，但充分利用自然资源，变废为宝的基础上，小量生产某些单体出发点还是可取的。
2、如何有C4馏分制取1，3丁二烯？①用C4馏分分离出来的丁烯进行氧化脱氢制取②将裂解气分离得到的C4馏分用PM下进行萃取蒸馏抽提制取。
第三章本体聚合1、简述高压聚乙烯工艺流程答：精制的乙烯进入一次压缩（一级）；来自低压分离的循环乙烯与相对分子量调节剂混合后，进入一次压缩机入口，压缩至250MPa，然后与来自高压分离器循环乙烯混合后进行二级压缩；冷却单体进入聚合反应器，引发剂溶液用高压泵送入进料口或直接进入气相聚合；然后高压分离、低压分离挤出切粒，未反应单体分离循环使用。
2、高压PE有哪两种主要工艺路线？各有什么特点？管式反应器进行、反应釜中进行两条主要工艺路线管式反应器反应中：物料在管内呈柱塞状流动，无返混现象，反应温度沿反应管长度而变化，得高压聚乙烯分子量分布较宽，耐高压。
无搅拌系统，长链分枝少。
生产能力取决于反应管参数。
釜式反应器：物料可充分混合，反应温度均匀，还可分区操作。
耐高压不如管式，反应能力可在较大范围内变化，反应易控制。
PE分布窄，长链分枝多。
3、高压PE合成反应条件比较苛刻，具体条件如何？为什么采用这样的工艺条件？反应温度设在150℃~330℃，原因有二：①乙烯无任何取代基，分子结构对称，纯乙烯在350℃以上爆炸性分解，从安全角度，避免因某些特殊不可预知的因素造成温度上升，引发事故，故使T＜330℃②PE 熔点为130℃，当T＜130℃时造成大量PE凝固，堵塞管道，同样造成反应难以进行，造成事故，故最低温度不低于130℃，一般温度大于150℃。
反应在低压下进行，原因：乙烯常压下位气体，分子间距离远，不易反应，压缩后，分子间距离显著缩短，极大增加了自由基与单体分子之间碰撞几率，易反应，在100~300MPa下，C2H4接近液态烃，近似不可压缩状态，其次T上升，需压力也增加，才能使PE与单体形成均相状态，保持反应顺利进行。
水溶性高分子
水溶性高分子《绿色高分子材料》期末小论文题目缩聚类水溶性高分子综述学院生化学院专业材料科学与工程班级学号学生姓名电话完成日期2011.11.091 绪论水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。
通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。
在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。
亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。
缩聚类水溶性高分子有很多种类，包括：水溶性醇酸树脂、水溶性环氧树脂、水溶性氨基树脂、聚环氧琥珀酸等。
2 水溶性醇酸树脂为了加强对环境保护．各国制订环保的法规对使用的涂料中有机挥发物(voc)含量提出了严格限制。
酵酸树脂合成技术成熟、原料易得、成本较低、涂膜综合性能良好，是涂料用合成树脂中用量最大，用途最广的品种之一，目前使用的醇酸树脂涂料含有大量的有机溶剂，是涂料工业中VOC 的主要来源。
2.1 水溶性醇酸树脂的特点水溶性醇酸涂料以水为溶剂，使成膜物质均匀地分散或溶解在水中，具有如下特点：(1)以水为溶剂，来源方便，易于净化；(2)施工和贮存运输过程中无火灾危险；(3)不含苯类等有机溶剂，有利于减轻环境污染和对人体健康的危害；(4)可采用喷涂、刷涂、淋涂、浸涂、电泳等多种方式施工，易实现自动化涂装。
因此，它是一种具有广阔市场发展前景的环境友好型涂料。
2.2 水溶性醇酸树脂的合成方法涂料成膜物通常都是油溶性的，制备水溶性树脂涉及如何将油溶性树脂转变为水溶性树脂，一般采用3种方法：成盐法通过酸碱反应将聚合物主链转变为可溶于水的阴离子或阳离子；在聚合物中引入非离子基团法和将聚合物转变成两性离子中间体法。
在3种方法中，成盐法已基本实现工业化生产。
成盐法是将聚合物中的竣基或氨基分别用适当的碱或酸中和，使聚合物能溶于水。
水溶性高分子
水溶性高分子水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。
通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。
在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。
亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。
水溶性高分子按来源通常分为三大类：(一)天然水溶性高分子。
以天然动植物为原料提取而得。
如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。
(二)化学改性天然聚合物。
主要有改性淀粉和改性纤维素。
如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。
(三)合成聚合物。
有聚合类树脂和缩合类树脂两类，如聚丙烯酰胺(PAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM))、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。
按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。
按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。
按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。
水溶性高分子的功能水溶性聚合物中的亲水基团不仅使其具有水溶性，而且还具有化学反应功能，以及分散、絮凝、增粘、减阻、粘合、成膜、成胶、螯合等多种物理功能。
水溶性高分子材料的几种主要功能是：①水溶性，水是最廉价的溶剂，来源广，无污染。
水溶性高分子之所以溶于水，是因为在水分子与聚合物的极性侧基之间形成了氢键。
水溶性高分子的溶解具有一个重要的条件，即溶质和溶剂的溶度参数必须相近，但这仅为溶解的必要条件而非充分条件，还需考虑高分子的结晶结构的影响。
②分散作用，由于绝大多数水溶性高分子都含有亲水基团和一定数量的疏水基团，因而都具有一定的表面活性，可以在一定程度上降低水的表面张力，有助于水对固体的润湿，这对于颜料、填料、粘土之类的物质在水中的分散特别有利。
此外，许多水溶性高分子可以起到保护胶体的作用，即通过水溶性高分子的亲水性，使水一胶体复合体吸附在胶体颗粒上形成外壳，让其屏蔽起来免受电解质所引起的絮凝作用，使分散体系保持稳定。
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第八章水溶性高分子
6
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
第八章水溶性高分子
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
7
二、水溶性高分子的分类 ： 骨胶、明胶、干酪素、甲壳质（壳聚糖）等
微生物： 胍胶、黄第原八章胶水溶性等高分子
9
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。
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
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
第八章水溶性高分子
果胶 4
一、水溶性高分子的结构特点
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
第八章水溶性高分子
15
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
第八章水溶性高分子
16
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
无机絮凝剂 有机絮凝剂
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
第八章水溶性高分子
23
四、水溶性高分子的应用性能
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
第八章水溶性高分子
17
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
防止分子链发生卷曲
第八章水溶性高分子
18
二、水溶性高分子的流变特性
水溶性高分子个共同的结构特点：分子中均含有亲水性基团。
改性纤维素 淀粉
O
C H2 O H O
O H
O H
O
C H2 O H O
O H
O H
O
C H2 O H O
O H
O H
第八章水溶性高分子
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。
第八章水溶性高分子
10
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
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
改型纤维素 羧基化改性
羟基化改性 第八章水溶性高分子
11
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。
改性纤维素拓宽了纤维素的应用领域广泛应用于洗 涤工业、纺织印染工业、食品工业、石油开采工业等领 域。
第八章水溶性高分子
12
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
第八章水溶性高分子
聚胺树脂 氨基树脂 酚醛树脂 环氧树脂 聚氨酯树脂
13
五、合成类水溶性高分子
絮凝剂
冰点降低法 沸点升高法 端基滴定法
渗透压
20
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
第八章水溶性高分子
21
四、水溶性高分子的应用性能
1、分散作用
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
第八章水溶性高分子
22
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
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
第八章水溶性高分子
19
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
Mn
Wi Ni Ni
第八章水溶性高分子
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
第八章水溶性高分子
1
7.1 水溶性高分子的结构特点及种类
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
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。
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
第八章水溶性高分子
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
第八章水溶性高分子
2
一、水溶性高分子的结构特点
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”。
第八章水溶性高分子
3
一、水溶性高分子的结构特点
2、结构特点
聚丙烯酰胺
CH2CR CONH2
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
第八章水溶性高分子
聚丙烯酸 改性纤维素
壳聚糖
8
三、天然类水溶性高分子
1、制备
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