《大分子引发剂》PPT课件
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《高分子化学》PPT课件
纤维增强效果
纤维增强可以显著提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度 、冲击强度等力学性能，同时还可以改善材料的耐塑料、复合材料等领域，如 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP） 等。
加工成型技术
加工成型方法
高分子材料的加工成型方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。这些方 法各有特点，适用于不同形状和尺寸的高分子制品的生产。
高分子催化剂
高分子催化剂在石油化工、有机合成 等领域具有催化效率高、选择性好等 优点。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料如人工器官、药 物载体、生物传感器等在医疗卫生领 域具有广泛应用前景。
发展趋势
向高性能、高功能化、智能化方向发 展，同时注重环保和可持续发展。
06
实验部分：高分子化学实验操作与注意事 项
汽车工业
轮胎、密封件、减震件等是汽车橡胶制品的 主要应用领域。
医疗卫生
医用手套、输液管、医用胶布等橡胶制品在 医疗卫生领域具有广泛应用。
日常生活
橡胶鞋、橡胶管、橡胶带等橡胶制品在日常 生活中随处可见。
发展趋势
向高性能、高耐磨、环保型橡胶方向发展， 如绿色轮胎、热塑性弹性体等。
纤维领域应用及发展趋势
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经 历了漫长的岁月，随着科技的进 步，高分子化学得到了迅速的发 展。
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高 分子；根据性能可分为塑料、橡胶、 纤维等。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、 分子链长、多分散性、物理和化学性 质独特等特点。
高分子化学研究意义
《高分子化学》PPT 课件
目录
• 高分子化学概述 • 高分子化合物合成方法 • 高分子化合物结构与性能 • 高分子材料改性与加工技术 • 高分子材料应用领域及发展趋势 • 实验部分：高分子化学实验操作与注意事
纤维增强可以显著提高高分子材料的拉伸强度、弯曲强度 、冲击强度等力学性能，同时还可以改善材料的耐塑料、复合材料等领域，如 玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP） 等。
加工成型技术
加工成型方法
高分子材料的加工成型方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。这些方 法各有特点，适用于不同形状和尺寸的高分子制品的生产。
高分子催化剂
高分子催化剂在石油化工、有机合成 等领域具有催化效率高、选择性好等 优点。
生物医用高分子材料
生物医用高分子材料如人工器官、药 物载体、生物传感器等在医疗卫生领 域具有广泛应用前景。
发展趋势
向高性能、高功能化、智能化方向发 展，同时注重环保和可持续发展。
06
实验部分：高分子化学实验操作与注意事 项
汽车工业
轮胎、密封件、减震件等是汽车橡胶制品的 主要应用领域。
医疗卫生
医用手套、输液管、医用胶布等橡胶制品在 医疗卫生领域具有广泛应用。
日常生活
橡胶鞋、橡胶管、橡胶带等橡胶制品在日常 生活中随处可见。
发展趋势
向高性能、高耐磨、环保型橡胶方向发展， 如绿色轮胎、热塑性弹性体等。
纤维领域应用及发展趋势
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经 历了漫长的岁月，随着科技的进 步，高分子化学得到了迅速的发 展。
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高 分子；根据性能可分为塑料、橡胶、 纤维等。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、 分子链长、多分散性、物理和化学性 质独特等特点。
高分子化学研究意义
《高分子化学》PPT 课件
目录
• 高分子化学概述 • 高分子化合物合成方法 • 高分子化合物结构与性能 • 高分子材料改性与加工技术 • 高分子材料应用领域及发展趋势 • 实验部分：高分子化学实验操作与注意事
大分子引发剂和大分子单体的制备与应用
高分子现代合成方法与技术
5.1 概述
• 大分子引发剂（macroinitiator)是指在分子链上 带有可分解成可引发单体聚合的活性中心 (主要为 自由基）的高分子化合物。
(1)几乎所有烯类单体都能由大分子引发剂引发进行自由基聚合，因此它们都 有可能制备 结构明确的嵌段共聚物。 (2)与离子型聚合比较，自由基聚合对杂质敏感性小，合成简单并易于控制。
高分子现代合成5.2.3 大分子引发剂的应用（嵌段共聚物）
高分子现代合成方法与技术
聚醚-聚苯乙烯嵌段共聚物
高分子现代合成方法与技术
聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物
高分子现代合成方法与技术
聚酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物
嵌段液晶共聚物
高分子现代合成方法与技术
高分子现代合成方法与技术
高分子现代合成方法与技术
2 阳离子聚合法
某些阳离子聚合具有活性聚合的性质，也可用于制备窄相对分子质量分布 和端基带有预 定官能团的大分子单体。四氢呋喃的阳离子开环聚合是阳离 子型活性聚合法制备大分子单体的典型例子
高分子现代合成方法与技术
高分子现代合成方法与技术
3 自由基聚合法
高分子现代合成方法与技术
高分子现代合成方法与技术
2 大分子单体的接枝共聚
大分子单体与其他烯类单体进行共聚反应可制备指定分子结构的接 枝共聚物，用大分子 单体法制备的接枝共聚物，支链的长度可以在 大分子单体制备时就得到控制，接枝分布均匀，均聚物含量 少，产 品的质量较高。共聚物中支链的密度取决于的 分子单体与小分子单 体的竞聚率。 大分子单体末端双键的聚合活性与含相同不饱和基团的小分子单体 基本 接近，尤其在低转化率时，聚合活性差别不大。随着转化率 增加，或大分子单体的相对分子质量增加，大分子单体的反应活性 显得比含相同不饱和基团的小单体要差。这是由于大分子单 体的 扩散速度较小，或大分子单体与共聚物主链的相分离倾向增大有关。
高分子化学高分子化学反应PPT学习教案
第11页/共60页
9.2. 高分子的相似转变 9.2.1 新功能基的引入与功能基转换
在聚合物分子链上引入新功能基或进行 功能基 转换， 对聚合 物进行 化学改 性、功 能化以 及获取 新型复 杂结构 的高分 子。 （1）聚乙烯的氯化
根据其 氯化程 度以及 氯原子 在分子 链上的 分布， 可使结 晶性的 聚乙烯 转化为 半塑性 的、弹 性的或 刚性的 塑料。
（3）聚合物的物理性能随化学反应的 进行而 发生改 变 聚合物的化学反应可能导致聚合物的物 理性能 发生改 变，如 溶解性 、构象 、静电 作用等 发生改 变。
（4）高分子化学反应中副反应的危害 性更大 。
第4页/共60页
9.1.3 高分子化学反应的影响因素 聚合物本身的影响因素概括起来主 要有两 大类， 一类是 与聚合 物的物 理性质 相关的 物理因 素，一 类是与 聚合物 的分子 结构相 关的结 构因素 。
第7页/共60页
b. 静电效应：邻近基团的静电效应可降 低或提 高功能 基的反 应活性 。
如聚丙烯酰胺的酸催化水解反应速率随 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 基可形 成酸酐 环状过 渡态， 从而促 进了酰 胺基中- NH2的 离去加 速水解 。
第8页/共60页
（4） 聚乙烯醇的合成及其缩醛化 聚乙烯醇(PVA) 纤维经缩甲醛化处理后，可得到具有 良好的 耐水性 和机械 性能的 维尼纶 ， PVA的缩甲醛还可应用于涂料、粘合剂 。PVA的缩丁 醛产物 在涂料 、粘合 剂、安 全玻璃 等方面 具有重 要的应 用。
第16页/共60页
9.2.2 环化反应 与线形高分子相比，环状高分子具有许 多独特 的溶液 、熔体 以及固 态性能 等。环 状高分 子通常 由线形 高分子 前体通 过适当 的成环 反应来 得到， 常用的 成环反 应有三 类。
9.2. 高分子的相似转变 9.2.1 新功能基的引入与功能基转换
在聚合物分子链上引入新功能基或进行 功能基 转换， 对聚合 物进行 化学改 性、功 能化以 及获取 新型复 杂结构 的高分 子。 （1）聚乙烯的氯化
根据其 氯化程 度以及 氯原子 在分子 链上的 分布， 可使结 晶性的 聚乙烯 转化为 半塑性 的、弹 性的或 刚性的 塑料。
（3）聚合物的物理性能随化学反应的 进行而 发生改 变 聚合物的化学反应可能导致聚合物的物 理性能 发生改 变，如 溶解性 、构象 、静电 作用等 发生改 变。
（4）高分子化学反应中副反应的危害 性更大 。
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9.1.3 高分子化学反应的影响因素 聚合物本身的影响因素概括起来主 要有两 大类， 一类是 与聚合 物的物 理性质 相关的 物理因 素，一 类是与 聚合物 的分子 结构相 关的结 构因素 。
第7页/共60页
b. 静电效应：邻近基团的静电效应可降 低或提 高功能 基的反 应活性 。
如聚丙烯酰胺的酸催化水解反应速率随 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 基可形 成酸酐 环状过 渡态， 从而促 进了酰 胺基中- NH2的 离去加 速水解 。
第8页/共60页
（4） 聚乙烯醇的合成及其缩醛化 聚乙烯醇(PVA) 纤维经缩甲醛化处理后，可得到具有 良好的 耐水性 和机械 性能的 维尼纶 ， PVA的缩甲醛还可应用于涂料、粘合剂 。PVA的缩丁 醛产物 在涂料 、粘合 剂、安 全玻璃 等方面 具有重 要的应 用。
第16页/共60页
9.2.2 环化反应 与线形高分子相比，环状高分子具有许 多独特 的溶液 、熔体 以及固 态性能 等。环 状高分 子通常 由线形 高分子 前体通 过适当 的成环 反应来 得到， 常用的 成环反 应有三 类。
高分子化学ppt幻灯片课件
产业的发展。
02
高分子化合物结构 与性质
高分子化合物基本结构
链状结构
由长链分子组成，链上原子以共 价键连接，形成线性或支链结构。
网状结构
由三维空间的分子链交织而成，具 有高度的交联性和空间稳定性。
聚集态结构
高分子链在空间中的排列和堆砌方 式，包括晶态、非晶态、液晶态等。
高分子化合物聚集态结构
晶态结构
高分子化学ppt幻灯 片课件
目录
CONTENTS
• 高分子化学概述 • 高分子化合物结构与性质 • 高分子合成方法与反应机理 • 高分子材料制备与加工技术 • 高分子材料性能与应用领域 • 高分子化学前沿研究领域与展望
01
高分子化学概述
高分子化学定义与特点
定义
高分子化学是研究高分子化合物的 合成、结构、性能及其应用的科学。
维。
后处理
纺织加工
对初生纤维进行拉伸、 热定形、卷曲等后处理， 改善纤维的物理机械性
能。
将纤维加工成纱线、织 物等纺织品，满足服装、 家居用品等领域的需求。
05
高分子材料性能与 应用领域
塑料性能及应用领域
塑料主要性能
质轻、绝缘、耐腐蚀、易加工成型等。
应用领域
包装、建筑、汽车、电子电器、农业等。
发展趋势
高分子链在空间中规则排列，形 成晶体。晶态高分子具有优异的
力学性能和热稳定性。
非晶态结构
高分子链在空间中无规则排列， 呈现无序状态。非晶态高分子具
有较好的柔韧性和加工性能。
液晶态结构
介于晶态和非晶态之间的一种特 殊聚集态，高分子链在空间中呈 现一定程度的有序排列。液晶高 分子具有独特的光学、电学和力
高性能化、功能化、环保化。
02
高分子化合物结构 与性质
高分子化合物基本结构
链状结构
由长链分子组成，链上原子以共 价键连接，形成线性或支链结构。
网状结构
由三维空间的分子链交织而成，具 有高度的交联性和空间稳定性。
聚集态结构
高分子链在空间中的排列和堆砌方 式，包括晶态、非晶态、液晶态等。
高分子化合物聚集态结构
晶态结构
高分子化学ppt幻灯 片课件
目录
CONTENTS
• 高分子化学概述 • 高分子化合物结构与性质 • 高分子合成方法与反应机理 • 高分子材料制备与加工技术 • 高分子材料性能与应用领域 • 高分子化学前沿研究领域与展望
01
高分子化学概述
高分子化学定义与特点
定义
高分子化学是研究高分子化合物的 合成、结构、性能及其应用的科学。
维。
后处理
纺织加工
对初生纤维进行拉伸、 热定形、卷曲等后处理， 改善纤维的物理机械性
能。
将纤维加工成纱线、织 物等纺织品，满足服装、 家居用品等领域的需求。
05
高分子材料性能与 应用领域
塑料性能及应用领域
塑料主要性能
质轻、绝缘、耐腐蚀、易加工成型等。
应用领域
包装、建筑、汽车、电子电器、农业等。
发展趋势
高分子链在空间中规则排列，形 成晶体。晶态高分子具有优异的
力学性能和热稳定性。
非晶态结构
高分子链在空间中无规则排列， 呈现无序状态。非晶态高分子具
有较好的柔韧性和加工性能。
液晶态结构
介于晶态和非晶态之间的一种特 殊聚集态，高分子链在空间中呈 现一定程度的有序排列。液晶高 分子具有独特的光学、电学和力
高性能化、功能化、环保化。
第5章 大分子引发
_
N N
N2
Heat
C + C
(n+m)M
(M)n + (M)m
歧化终止
(M)n+m
偶合终止
O O
O
+
O
(n+m)M
(M)n + (M)m
歧化终止
(M)n+m
偶合终止
5.1 大分子引发剂的合成与应用
Heitz等对聚异二醇与偶氮二异丁腈反应得到的 聚酯型偶氮化物进行研究表明，分解反应服从 一级动力学规律,分级活化能为124.0KJ/mol, 动 力学参数如表5-1。
5.1 大分子引发剂的合成与应用
CH3 ClOCCH2CH2 C CN CH3 CN AgSbF6 O CCH2CH2 CH3 C CN CH3 CN O N N C CH2CH2COCl N N C CH2CH2C
O O O CH2CH2CH2CH2O
n
CH3 C CN
CH3 CN CH3 C CN
5.1 大分子引发剂的合成与应用
5.1 大分子引发剂的合成与应用
3. 大分子引发剂的应用 大分子自由基及其嵌段共聚物的类型
R N N R n n
双头大分子自由基
+ nN2 + 2R
N N R
+ N2
单头大分子自由基
+ R
岐化
M n BAB型 M m
M
偶合
M p
岐化
n+m
M
偶合
M
(AB)n型
n
M
n+m
AB型
ABA型
5.1 大分子引发剂的合成与应用
嵌段共聚物的制备 (1) 聚醚-聚苯乙烯嵌段聚合物 以聚醚性偶氮化物为大分子引发剂，在苯乙烯 存在下进行热分解，可得到(AB)n型嵌段共聚 物。 共聚物中聚醚链段的长度由制备大分子引发剂 时所用的聚乙二醇链段的长度决定，而聚苯乙 烯链段的长度由共聚时单体与引发剂的比例和 温度所控制。
N N
N2
Heat
C + C
(n+m)M
(M)n + (M)m
歧化终止
(M)n+m
偶合终止
O O
O
+
O
(n+m)M
(M)n + (M)m
歧化终止
(M)n+m
偶合终止
5.1 大分子引发剂的合成与应用
Heitz等对聚异二醇与偶氮二异丁腈反应得到的 聚酯型偶氮化物进行研究表明，分解反应服从 一级动力学规律,分级活化能为124.0KJ/mol, 动 力学参数如表5-1。
5.1 大分子引发剂的合成与应用
CH3 ClOCCH2CH2 C CN CH3 CN AgSbF6 O CCH2CH2 CH3 C CN CH3 CN O N N C CH2CH2COCl N N C CH2CH2C
O O O CH2CH2CH2CH2O
n
CH3 C CN
CH3 CN CH3 C CN
5.1 大分子引发剂的合成与应用
5.1 大分子引发剂的合成与应用
3. 大分子引发剂的应用 大分子自由基及其嵌段共聚物的类型
R N N R n n
双头大分子自由基
+ nN2 + 2R
N N R
+ N2
单头大分子自由基
+ R
岐化
M n BAB型 M m
M
偶合
M p
岐化
n+m
M
偶合
M
(AB)n型
n
M
n+m
AB型
ABA型
5.1 大分子引发剂的合成与应用
嵌段共聚物的制备 (1) 聚醚-聚苯乙烯嵌段聚合物 以聚醚性偶氮化物为大分子引发剂，在苯乙烯 存在下进行热分解，可得到(AB)n型嵌段共聚 物。 共聚物中聚醚链段的长度由制备大分子引发剂 时所用的聚乙二醇链段的长度决定，而聚苯乙 烯链段的长度由共聚时单体与引发剂的比例和 温度所控制。
[大分子]论ATRP大分子引发剂的合成及应用
![[大分子]论ATRP大分子引发剂的合成及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/b6313690b307e87101f696e3.png)
论ATRP 大分子引发剂的合成及应用1 引言原子转移自由基聚合( atom transfer radicalpolymerization，ATRP) 是一种强大且灵活的合成技术，由于其具有分子量可控、分子量分布窄、聚合物端基易修饰及分子设计能力强，因此被称为精确可控大分子结构的合成方法。
如今ATRP 技术已成功应用于接枝、嵌段、梳状、星型、超支化和端基官能团聚合物的制备，且具有较高的链端保真度和精确的结构可控性，也有研究者将其应用于无机、生物材料表面修饰。
ATRP 技术适用于多种单体的可控聚合，且操作方便，其核心是引发剂的使用。
传统的ATRP 是以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原子载体，通过氧化还原反应，在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡，从而实现对聚合反应加以控制，随着技术的成熟和研究的深入，大分子引发体系成为研究的热点。
本文在介绍小分子引发剂的基础上重点介绍了大分子引发剂的合成方法及在ATRP 表面修饰中的应用。
2 小分子引发剂目前，制备活性可控聚合物的研究多集中于小分子有机卤化物作为引发剂，其所有位上含有诱导或共轭基团的卤代烷、芳基磺酰卤类引发剂都能引发ATRP 聚合，如苄基卤化物，-溴代酯，-卤代腈，-卤代酰胺，芳基磺酰氯和芳基磺酰溴类等。
可见，ATRP 的基本原理其实是通过一个交替的促活-失活可逆反应使得体系中的游离基浓度处于极低，迫使不可逆终止反应被降到最低程度，从而实现活性/可控自由基聚合。
有机卤代烷RX 的反应活性取决于烷基上的基团和可转移卤素基团的结构，不同结构烷基卤化物的活化速率常数。
由此可见，(1) 卤代烷的反应活性一般为I Cl，3 2 1，与键断裂所需要的键解离能一致;(2) -溴苯乙酸乙酯是活性最高的引发剂，其活性比苯乙基溴(PEB)高10 000倍，比溴丙酸甲酯(MBrP)高100 000倍;(3)-氰基、-苯基或酯基的存在有使活性基稳定性增强的作用，其中-氰基的增强程度大于-苯基或酯基。
《引发剂与阻聚剂》课件
详细描述
苯乙烯是一种常用的单体，通过聚合反应可以制造出各种塑料和合成橡胶。引发剂在苯 乙烯的聚合反应中起到引发和加速聚合反应的作用，提高生产效率和产品质量。阻聚剂 则抑制聚合反应的进行，调节聚合产物的分子量和分布，保持生产过程的稳定性和安全
性。
THANKS
感谢观看
3
应用
主要用于自由基聚合反应，如聚合物乳液、聚合 物溶液等。
偶氮化合物引发剂
01
种类
偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等 。
02
03
特点
应用
分解温度适中，适用于较高温聚 合反应。
广泛用于聚合物乳液、聚合物溶 液、本体聚合等。
氧化还原引发剂
种类
过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠 等。
特点
通过氧化还原反应产生自由基，分解温度较高 。
其他阻聚剂
其他阻聚剂还包括硝基化合物、腈化 合物等，这些阻聚剂的作用机理与上 述几种不同，但同样能够有效地阻止 聚合反应的进行。
这些阻聚剂的优点和缺点与上述几种 类似，需要根据具体的使用情况选择 合适的阻聚剂。
05
CATALOGUE
引发剂与阻聚剂的应用案例
案例一：不饱和聚酯树脂的生产 Nhomakorabea总结词
引发剂与阻聚剂在生产不饱和聚酯树脂 中起到关键作用，影响产品的性能和稳 定性。
根据单体性质选择
不同单体对引发剂的敏感性和聚合速度不同，需根据单体的性质选 择合适的引发剂。
安全性与稳定性
选择安全、稳定的引发剂，避免聚合过程中的事故发生。
02
CATALOGUE
常见引发剂介绍
过氧化物引发剂
1 2
种类
过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯等。
苯乙烯是一种常用的单体，通过聚合反应可以制造出各种塑料和合成橡胶。引发剂在苯 乙烯的聚合反应中起到引发和加速聚合反应的作用，提高生产效率和产品质量。阻聚剂 则抑制聚合反应的进行，调节聚合产物的分子量和分布，保持生产过程的稳定性和安全
性。
THANKS
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3
应用
主要用于自由基聚合反应，如聚合物乳液、聚合 物溶液等。
偶氮化合物引发剂
01
种类
偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈等 。
02
03
特点
应用
分解温度适中，适用于较高温聚 合反应。
广泛用于聚合物乳液、聚合物溶 液、本体聚合等。
氧化还原引发剂
种类
过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠 等。
特点
通过氧化还原反应产生自由基，分解温度较高 。
其他阻聚剂
其他阻聚剂还包括硝基化合物、腈化 合物等，这些阻聚剂的作用机理与上 述几种不同，但同样能够有效地阻止 聚合反应的进行。
这些阻聚剂的优点和缺点与上述几种 类似，需要根据具体的使用情况选择 合适的阻聚剂。
05
CATALOGUE
引发剂与阻聚剂的应用案例
案例一：不饱和聚酯树脂的生产 Nhomakorabea总结词
引发剂与阻聚剂在生产不饱和聚酯树脂 中起到关键作用，影响产品的性能和稳 定性。
根据单体性质选择
不同单体对引发剂的敏感性和聚合速度不同，需根据单体的性质选 择合适的引发剂。
安全性与稳定性
选择安全、稳定的引发剂，避免聚合过程中的事故发生。
02
CATALOGUE
常见引发剂介绍
过氧化物引发剂
1 2
种类
过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯等。
高分子化学全套PPT课件
2024/1/28
33ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
THANKS
感谢观看
2024/1/28
34
塑料原料选择与预处理
包括合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂等原料的 选择及预处理方法。
塑料加工设备与模具
介绍塑料加工中常用的设备如注塑机、挤出机、 吹塑机等，以及模具的设计与制造。
ABCD
2024/1/28
塑料成型工艺
详细阐述注塑、挤出、吹塑、压延等成型工艺的 原理、特点及应用。
塑料制品质量控制与检测
分析塑料制品常见的质量问题，提出相应的控制 措施及检测方法。
2024/1/28
高分子溶液粘度
粘度与分子量关系，粘度测定 方法
高分子溶液流变性
剪切变稀和剪切增稠现象，触 变性
高分子溶液稳定性
高分子聚集和沉淀，稳定性影 响因素
18
高分子凝胶性质
凝胶形成过程
溶胶-凝胶转变，凝胶结构和性质
凝胶强度与韧性
交联度对凝胶强度影响，增强凝胶韧性的方法
凝胶溶胀与消溶胀
溶胀动力学和热力学，消溶胀过程
发展历程
从天然高分子到合成高分子，经历了 漫长的发展历程，现已成为化学领域 的重要分支。
2024/1/28
4
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高分子；根据结构可分为线型、支链型和体 型高分子。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、分子链长、多分散性、物理和化学性质独 特等特点。
24
纤维制备与加工
纤维原料与分类
介绍天然纤维、化学纤维等原料 的来源、分类及性能特点。
纤维制品性能检测与应用
阐述熔融纺丝、湿法纺丝、干法 纺丝等纺丝工艺的原理及设备。
《大分子引发剂》PPT课件
第八章 大分子引发剂和大 分子单体的制备与应用
精选课件ppt
1
大分子单体和大分子引发剂的定义 大分子引发剂的合成及应用 大分子单体的合成及应用
精选课件ppt
2
一、定义
大分子引发剂（Macroinitiator）是指在分子链上带有可 分解成可引发单体聚合的活性中心（主要为自由基）的高 分子化合物。
精选课件ppt
20
嵌段共聚物的制备
目前用于制备液晶共聚物的大分子引发剂通常通过以下两 种偶氮化合物合成：
CH3
ClOOCH2CH2 C N N
CN
(a)
CH3 C CN
CH3CH2OOCl
C H 3
C H 3
O C C C H 2O O C C H 2C H 2 C N N C C H 2C H 2C O O C H 2 C O C
例如，通过大分子单体的聚合可获得结构明确的接枝共聚 物，他们可以综合完全相反的性能，如软/硬、结晶/非结 晶、亲水/疏水、极性/非极性、刚性/韧性等，其中许多大 分子单体已经用于功能性高分子的制备，因此越来越受到 人们的重视。
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5
二、大分子引发剂的合成与应用
2.1大分子引发剂的合成
在自由基聚合中最广泛使用的引发剂是偶氮化合物和过氧 化物。同样，目前研究的大分子引发剂可分为大分子偶氮 化物和大分子过氧化物。
精选课件ppt
O R'CO
PMMA
18
嵌段共聚物的制备
（3）聚酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物 用聚酯型偶氮化合物为 引发剂，控制偶氮基团的部分分解，引发丙烯酰胺的聚 合，可制备含偶氮基的聚酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物 。其 结构如下：
O CH3
CH3O
精选课件ppt
1
大分子单体和大分子引发剂的定义 大分子引发剂的合成及应用 大分子单体的合成及应用
精选课件ppt
2
一、定义
大分子引发剂（Macroinitiator）是指在分子链上带有可 分解成可引发单体聚合的活性中心（主要为自由基）的高 分子化合物。
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20
嵌段共聚物的制备
目前用于制备液晶共聚物的大分子引发剂通常通过以下两 种偶氮化合物合成：
CH3
ClOOCH2CH2 C N N
CN
(a)
CH3 C CN
CH3CH2OOCl
C H 3
C H 3
O C C C H 2O O C C H 2C H 2 C N N C C H 2C H 2C O O C H 2 C O C
例如，通过大分子单体的聚合可获得结构明确的接枝共聚 物，他们可以综合完全相反的性能，如软/硬、结晶/非结 晶、亲水/疏水、极性/非极性、刚性/韧性等，其中许多大 分子单体已经用于功能性高分子的制备，因此越来越受到 人们的重视。
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5
二、大分子引发剂的合成与应用
2.1大分子引发剂的合成
在自由基聚合中最广泛使用的引发剂是偶氮化合物和过氧 化物。同样，目前研究的大分子引发剂可分为大分子偶氮 化物和大分子过氧化物。
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O R'CO
PMMA
18
嵌段共聚物的制备
（3）聚酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物 用聚酯型偶氮化合物为 引发剂，控制偶氮基团的部分分解，引发丙烯酰胺的聚 合，可制备含偶氮基的聚酯-聚丙烯酰胺嵌段共聚物 。其 结构如下：
O CH3
CH3O
高分子科学基础总结 PPT课件
结构单元
结构单元
重复单元
（b）尼龙—6,6 （缩聚物）
Xn= 2n =2DP
聚合物的分类方法
2）性能
塑料（热塑性和热固性）、橡胶、纤维、涂料和粘合剂
3）主链结构
碳链高分子— 主链由碳原子组成的高分子。 杂链高分子—主链除碳原子外，还有氧、氮、硫其它元素。 元素有机高分子—主链无碳原子，侧基为有机基团。 无机高分子—主链及侧链无碳原子。
多个高分子链之间的 排列和堆砌
结晶形态 非晶形态 取向 液晶
织态
聚合物的分子结构对主链的柔顺性有何影响？
高分子链柔顺性是指分子链能够改变构象的特性。且其 柔性程度随构象数增多而增大。内旋转是导致分子链出现柔 性的根本原因。高分子链的内旋转受其分子结构所制约，因 而分子链的柔性必然与其分子结构密切相关。 （1）主链结构 ：主链中含有C—O、C—N、Si-O键，其内旋 转均比C—C键容易。烯类聚合物主链中含有双键，其相邻的 单键因非键合原子间距的增大而变得更容易旋转。主链中含 有共轭双键则因派电子云的重叠而不能产生内旋转，是刚性 链。主链中引入苯环、杂环，则柔性减小。 （2）侧基：侧基极性越强，数目越多，相互作用越大，链的 柔性越差。非极性侧基，体积越大，空间位阻就越大，刚性 增加。如果侧基对称，使链间距增大，相互作用减小，柔性 增大。 （3）氢键：氢键会增加分子链的刚性。
优点：水作分散介质，传热控温容易，可在低温下聚合； Rp快，分子量高；可直接得到聚合物乳胶。
缺点：后处理麻烦，乳化剂影响制品质量。
本章小结
◆ 逐步聚合反应单体、特征、分类
◆ 线型缩聚反应中反应程度和聚合度、平衡常数与聚合度
的关系
Xn
1 1 P
K Pnw
第九章高分子的化学反应ppt课件
O
CH2CH OH
+ CH3CO2CH3
RCHO
2019/12/29
CH2CH CH2CH
O
O
R
R=H，维尼纶
（2）纤维素的化学改性 （i）粘胶纤维的合成
CH2OH OO
OH
OH
NaOH
CH2OH OO
OH
CS2
CH2OH OO
OH
ONa
H2SO4 纺丝
O C SNa S
纤维素黄原酸酯
纤维素+Na2SO4+CS2
C3 H OC 2CHl C2 H CH Al3 Cl
C2 H CH
+ CH3O H
C2 H Cl
2019/12/29
9.2. 2 功能基转化
通过适当的化学反应将聚合物分子链上的功能基转化为 其它功能基，常用来对聚合物进行改性。典型的有：
（1）聚乙烯醇的合成及其缩醛化：
CH2CH OCCH3
CH3OH
如聚乙烯醇的缩醛化反应，最多只能有约80%的-OH能缩 醛化：
RCHO C 2 C HH
OH
OOOOOO HO
RR
R
2019/12/29
9.2 聚合物的相似转变及其应用
9.2. 1 引入新功能基
聚合物经过适当的化学处理在分子链上引入新功能基， 重要的实际应用如聚乙烯的氯化与氯磺化：
CH2CH2
Cl2 - HCl
再如丙烯酸与甲基丙烯酸对硝基苯酯共聚物的碱催化水解
反应，其中的对硝基苯酯的水解反应速率比甲基丙烯酸对硝基
苯酯均聚物快，这是由于邻近的羧酸根离子参与形成酸酐环状
过渡态促进水解反应的进行：
CH3 CH2C
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制备大分子引发剂的主要问题是如何在分子链中引入活泼 的偶氮基和过氧基。
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6
2.1.1 大分子偶氮化合物
大分子偶氮化合物可以通过三种途径来制 得。
（1）带取代基的低分子偶氮单体法 带取代基的偶氮单体与具有官能团的聚
合物或单体起反应。
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7
大分子偶氮化合物
1.与聚合物反应
X + N N Y X + Y N N Y
C H 3 C H 3
C H 3 C H 3
从偶氮二异丁腈的-α，ω二酰氯出发，分别与二
元胺、二元醇或双酚A等单体反应，可以制得一系
列结构不同的大分子偶氮化物。
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10
大分子偶氮化合物
（2）聚合物的基团转换法
通过聚合物分子链上的基团转换，可以制备大分子 偶氮化物，例如，Hill 采用类似于偶氮二异丁腈合成中 的水合阱路线，首先将双酮化合物聚合，然后将聚合产 物氧化得到聚偶氮二异丁腈（n>=4）：
O N 2 O 3 O N O重 排O
R C N H n
R C N n
R C N N n
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12
2.1.2 大分子过氧化物
由于有机过氧化物的种类繁多，相应的大分子过氧化物
也有很多不同的类型和结构，他们的制备方法与有机过
氧化物的制备都是类似的，在过氧化物或氧、臭氧的作
用下起氧化反应引入过氧基。目前报道的有四类大分子
H OC H 2n CN = NCC H 2n O H + pC H 3
C H 3 C H 3
O C N
O
O
N H C OC H 2 C H 2 O m C N H
C H 3 N C O
C H 3
C H 3
O H 3C
O C H 2nC N =NC C H 2nO C N H
C H 3
C H 3
O
N H C OC H 2C H 2Om C N H
早在20世纪50年代，Shah就报道过这种高分子化合物的 合成，他用邻苯二甲酰氯与过氧化钠反应制得聚邻苯二甲 酸过氧化物。Smets将它用于聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲 酯以及聚苯乙烯-聚醋酸乙烯酯的嵌段共聚中。
20世纪60年代Smith等人将带偶氮基的高分子化合物用于 嵌段共聚。但到70年代，随着人们对嵌段共聚的研究，大 分子引发剂才真正引起重视，上田明等合成出一系列大分 子引发剂并用它制备出了结构明确的嵌段共聚物。
NN
-N2
OO
-N2
C˙ +C˙
(n+m)M
O˙ +O˙
(n+m)M
Mn+Mm 歧化终止
Mn+m Mn+Mm
Mn+m
偶合终止 歧化终止 偶合终止
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14
2.3 大分子引发剂的应用
2.3.1 大分子自由基及其嵌段共聚物类型
通过大分子引发剂制备嵌段共聚物极为方便， 即在第二单体存在下，使大分子引发剂上的偶氮 基或过氧基分解并引发第二单体聚合。最终的终 止反应与通常的自由基聚合一样，有偶合终止和 歧化终止两种形式。但根据大分子单体中偶氮基 团和过氧基团的位置和分解方式不同，可以出现 两种不同的自由基：单头或双头大分子自由基， 由此制备的嵌段共聚物也可能有不同的形式。
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3
定义
研究发现这种聚合方法有两个显著的优点。 （1）几乎所有烯类单体都能由大分子引发剂引发进
行自由基聚合，因此它们都有可能制备结构明确 的嵌段共聚物； （2）与离子聚合比较，自由基聚合对杂质敏感性小， 合成路线简单并易于控制。因此大分子引发剂在 高分子的分子设计中显示出极好的前景。
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4
定义
大分子单体（Macromer）则是指在分子链上带有可聚合 基团的齐聚物，分子量一般为数千至数万。
大分子单体的概念是1974年由美国化学家Milkovich首次 提出的。近30年来，随着活性聚合技术的发展，人们已经 合成出许多结构不同的大分子单体。这种可聚合的中间体 在高分子设计中越来越发挥重要的作用。
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O
O N H C
C H 3
p
9
大分子偶氮化合物
Heitz将偶氮二异丁腈与聚乙二醇反应，合成得 到聚酯型的偶氮化物。
C H 3 C H 3
P in n e r 合 成 O C H 3 C H 3 O
N C C N = N C C N + H O C H 2 C H 2 O n H
C H C N = N CC O C H 2 C H 2 O n
第八章 大分子引发剂和大 分子单体的制备与应用
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1
大分子单体和大分子引发剂的定义 大分子引发剂的合成及应用 大分子单体的合成及应用
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2
一、定义
大分子引发剂（Macroinitiator）是指在分子链上带有可 分解成可引发单体聚合的活性中心（主要为自由基）的高 分子化合物。
N N N N
X X + N N Y
N N
X X + Y N N Y
N N
2.与单体反应
N N
n
Y N NY + ( n + m ) M M nN N M m
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8
大分子偶氮化合物
例如偶氮二异丁腈的α、ω-二羟基化物与异腈酸酯反应得
到结构多变的聚异腈酸酯型偶氮化物。
C H 3 C H 3
OO
N2H4· H2O
CH3C CH2nC CH3
CH3 CH3
HCN
CCH2nC N Nm
CH3 CH3
C CH2nC NH NH
CN CN
m
氧化 CH3 CH3 C CH2nC N N
CN CN
m
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11
大分子偶氮化合物
Craubner利用聚酰胺的氧化和重排反应制得 另一种类型的大分子偶氮化物：
过氧化物。
OO
（1）过氧化酰类
CR COO n
（2）改性过氧化酰类 （3）过氧化酯类
OO
OO
CRCOR ' OCRCOOn
OO CRCOR' OO
n
（4）过氧化醚类
R OO
n
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13
2.2 大分子引发剂的分解特性
作为产生自由基的引发剂，最重要的性质无疑是热分解 特性。连接在大分子链中的过氧基、偶氮基的热分解性 与低分子过氧化物和偶氮化物没有本质上的差别，它们 的反应分解通式如下：
例如，通过大分子单体的聚合可获得结构明确的接枝共聚 物，他们可以综合完全相反的性能，如软/硬、结晶/非结 晶、亲水/疏水、极性/非极性、刚性/韧性等，其中许多大 分子单体已经用于功能性高分子的制备，因此越来越受到 人们的重视。
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5
二、大分子引发剂的合成与应用
2.1大分子引发剂的合成
在自由基聚合中最广泛使用的引发剂是偶氮化合物和过氧 化物。同样，目前研究的大分子引发剂可分为大分子偶氮 化物和大分子过氧化物。
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6
2.1.1 大分子偶氮化合物
大分子偶氮化合物可以通过三种途径来制 得。
（1）带取代基的低分子偶氮单体法 带取代基的偶氮单体与具有官能团的聚
合物或单体起反应。
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7
大分子偶氮化合物
1.与聚合物反应
X + N N Y X + Y N N Y
C H 3 C H 3
C H 3 C H 3
从偶氮二异丁腈的-α，ω二酰氯出发，分别与二
元胺、二元醇或双酚A等单体反应，可以制得一系
列结构不同的大分子偶氮化物。
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大分子偶氮化合物
（2）聚合物的基团转换法
通过聚合物分子链上的基团转换，可以制备大分子 偶氮化物，例如，Hill 采用类似于偶氮二异丁腈合成中 的水合阱路线，首先将双酮化合物聚合，然后将聚合产 物氧化得到聚偶氮二异丁腈（n>=4）：
O N 2 O 3 O N O重 排O
R C N H n
R C N n
R C N N n
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2.1.2 大分子过氧化物
由于有机过氧化物的种类繁多，相应的大分子过氧化物
也有很多不同的类型和结构，他们的制备方法与有机过
氧化物的制备都是类似的，在过氧化物或氧、臭氧的作
用下起氧化反应引入过氧基。目前报道的有四类大分子
H OC H 2n CN = NCC H 2n O H + pC H 3
C H 3 C H 3
O C N
O
O
N H C OC H 2 C H 2 O m C N H
C H 3 N C O
C H 3
C H 3
O H 3C
O C H 2nC N =NC C H 2nO C N H
C H 3
C H 3
O
N H C OC H 2C H 2Om C N H
早在20世纪50年代，Shah就报道过这种高分子化合物的 合成，他用邻苯二甲酰氯与过氧化钠反应制得聚邻苯二甲 酸过氧化物。Smets将它用于聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲 酯以及聚苯乙烯-聚醋酸乙烯酯的嵌段共聚中。
20世纪60年代Smith等人将带偶氮基的高分子化合物用于 嵌段共聚。但到70年代，随着人们对嵌段共聚的研究，大 分子引发剂才真正引起重视，上田明等合成出一系列大分 子引发剂并用它制备出了结构明确的嵌段共聚物。
NN
-N2
OO
-N2
C˙ +C˙
(n+m)M
O˙ +O˙
(n+m)M
Mn+Mm 歧化终止
Mn+m Mn+Mm
Mn+m
偶合终止 歧化终止 偶合终止
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2.3 大分子引发剂的应用
2.3.1 大分子自由基及其嵌段共聚物类型
通过大分子引发剂制备嵌段共聚物极为方便， 即在第二单体存在下，使大分子引发剂上的偶氮 基或过氧基分解并引发第二单体聚合。最终的终 止反应与通常的自由基聚合一样，有偶合终止和 歧化终止两种形式。但根据大分子单体中偶氮基 团和过氧基团的位置和分解方式不同，可以出现 两种不同的自由基：单头或双头大分子自由基， 由此制备的嵌段共聚物也可能有不同的形式。
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3
定义
研究发现这种聚合方法有两个显著的优点。 （1）几乎所有烯类单体都能由大分子引发剂引发进
行自由基聚合，因此它们都有可能制备结构明确 的嵌段共聚物； （2）与离子聚合比较，自由基聚合对杂质敏感性小， 合成路线简单并易于控制。因此大分子引发剂在 高分子的分子设计中显示出极好的前景。
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4
定义
大分子单体（Macromer）则是指在分子链上带有可聚合 基团的齐聚物，分子量一般为数千至数万。
大分子单体的概念是1974年由美国化学家Milkovich首次 提出的。近30年来，随着活性聚合技术的发展，人们已经 合成出许多结构不同的大分子单体。这种可聚合的中间体 在高分子设计中越来越发挥重要的作用。
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O
O N H C
C H 3
p
9
大分子偶氮化合物
Heitz将偶氮二异丁腈与聚乙二醇反应，合成得 到聚酯型的偶氮化物。
C H 3 C H 3
P in n e r 合 成 O C H 3 C H 3 O
N C C N = N C C N + H O C H 2 C H 2 O n H
C H C N = N CC O C H 2 C H 2 O n
第八章 大分子引发剂和大 分子单体的制备与应用
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1
大分子单体和大分子引发剂的定义 大分子引发剂的合成及应用 大分子单体的合成及应用
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2
一、定义
大分子引发剂（Macroinitiator）是指在分子链上带有可 分解成可引发单体聚合的活性中心（主要为自由基）的高 分子化合物。
N N N N
X X + N N Y
N N
X X + Y N N Y
N N
2.与单体反应
N N
n
Y N NY + ( n + m ) M M nN N M m
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8
大分子偶氮化合物
例如偶氮二异丁腈的α、ω-二羟基化物与异腈酸酯反应得
到结构多变的聚异腈酸酯型偶氮化物。
C H 3 C H 3
OO
N2H4· H2O
CH3C CH2nC CH3
CH3 CH3
HCN
CCH2nC N Nm
CH3 CH3
C CH2nC NH NH
CN CN
m
氧化 CH3 CH3 C CH2nC N N
CN CN
m
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大分子偶氮化合物
Craubner利用聚酰胺的氧化和重排反应制得 另一种类型的大分子偶氮化物：
过氧化物。
OO
（1）过氧化酰类
CR COO n
（2）改性过氧化酰类 （3）过氧化酯类
OO
OO
CRCOR ' OCRCOOn
OO CRCOR' OO
n
（4）过氧化醚类
R OO
n
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2.2 大分子引发剂的分解特性
作为产生自由基的引发剂，最重要的性质无疑是热分解 特性。连接在大分子链中的过氧基、偶氮基的热分解性 与低分子过氧化物和偶氮化物没有本质上的差别，它们 的反应分解通式如下：
例如，通过大分子单体的聚合可获得结构明确的接枝共聚 物，他们可以综合完全相反的性能，如软/硬、结晶/非结 晶、亲水/疏水、极性/非极性、刚性/韧性等，其中许多大 分子单体已经用于功能性高分子的制备，因此越来越受到 人们的重视。
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二、大分子引发剂的合成与应用
2.1大分子引发剂的合成
在自由基聚合中最广泛使用的引发剂是偶氮化合物和过氧 化物。同样，目前研究的大分子引发剂可分为大分子偶氮 化物和大分子过氧化物。