高分子材料基础知识讲解

石油分馏出来的低分子不饱和稀烃、芳香烃是高 分子材料的主要来源
其中乙烯（CH2CH2）是石化工业最重要的基础 原料,其产量及技术水平的高低是衡量一个国家石 化工业高低的标准。
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合成
加聚反应（聚乙烯）
加聚反应多见于不饱和键打开加成，以及环形分 子开环聚合
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聚合物的合成
这是一个典型的加成聚合反应（加聚） 乙烯为单体 n表示n个分子参加聚合反应，n即聚合度 双键打开加成为聚乙烯
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分子量 聚合物单体一般都是气态、液态，无机械
性能可言，聚合后却能达到木材、水泥、甚至 钢铁的机械强度，可见分子量大给材料带来优 异的力学性能，但是随着分子量的增大，熔融 状态下流动性差，成型难度增加，所以要兼顾 材料使用性能与加工性能，控制分子量；如橡 胶，我们甚至要打断分子链，以控制其分子量 。
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定义聚合物POLYMER
是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化 合物，也称为高分子、大分子聚合物等。一般把 相对分子质量高于10000的分子称为高分子。
由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的 ，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的 小分子则被称为“单体”。
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最简单最基本的命名： PE 聚乙烯 P-聚合物英文字母第一个，E-乙烯 PS 聚苯乙烯 P-聚合物英文字母第一个，S-苯乙烯 ABS A-丙烯氰 B-丁二烯 S-苯乙烯 丙烯氰，丁二烯，苯乙烯三元共聚物
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1.支链
短支链 长支链
2.交联：由线型或支化高分子通过支链或化学键 相连转变成三维网状高分子的过程。（交联聚 维酮、交联聚丙烯酸）
3.互穿：一种不同于支化、交联、共聚的反应形 成的互穿聚合网络。（简称IPN）
支4.化端基与：交是联指高分子链终端的化学基团。（热稳
定）
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支化指的是高分子链有如同树枝状的分支。（如 ：高度支化的PE常态下是粘稠的液体或弹性体， 未支化的PE分子间能结晶，是一种很好的塑料）
俗称 PA聚酰胺 俗称尼龙
聚合物PPEM的TM聚命A对聚苯名甲二基甲丙酸烯乙酸二甲醇酯酯俗俗称称有涤机纶玻璃
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聚合物分解成小分子物质的过程称为降解 （为什么我们要整治白色污染？白色污染起初见 于一次性饭盒（发泡塑料成型而成），现泛指塑 料垃圾的污染，因为高聚物难以降解成小分子物 质，也不能被微生物分解，通过焚烧处理也会造 成很大的大气污染，所以整治白色污染，发展可 降解技术意义非常重大）
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阻燃剂
又称难燃剂，耐火剂或防火剂。赋予易燃聚合物 难燃性的功能性助剂。
阻燃机理：阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作 用的，如吸热作用（吸收热量是温度降低）、覆 盖作用（覆盖于材料表面阻燃）、抑制链反应（ 降低材料的反应活性）、不燃气体的窒息作用（ 产生不燃气体，使材料与氧气隔绝）等。多数阻 燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
塑料是什么
塑料是指以合成树脂为主要成分，以增塑剂 、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分 ，在加工过程中能流动成型的材料。
塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变 形体样式。塑料是利用单体原料以合成或缩合反 应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂 、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。
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聚合物的合成
2.缩聚反应(酚醛树脂)
OH
OH
催Biblioteka Baidu剂
n +nH-C-H→ [ +nH2O
‖
CH2 ]n
多见与单体间O有互相反应的官能团，如：酸
和醇缩合成酯
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聚合物的合成工艺与我们关系不大，不做赘述， 直观的讲： 金发合成原料，毅昌成型产品。
因为公司用到阻燃HIPS，所以着重谈谈助剂 中的阻燃剂
树脂和助剂
树脂：树脂通常是指受热后有软化或熔融范围， 软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态 、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广 义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合 物都称为树脂。
助剂：在工业生产中，为改善生产过程、提高产 品质量和产量，或者为赋予产品某种特有的应用 性能所添加的辅助化学品。又称添加剂。
高分子材料基础知识
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塑料与我们的生活息息相关，塑胶 制品美观、耐用、轻便、价廉……已 经应用到了我们生活的几乎每一个领 域。今天，很高兴与大家分享对塑料 的一些认识，知其然还知其所以然， 让咱们从微观上了解塑料的特性以及 形成这些特性的原因，请大家回忆下 引中言学的化学知识，咱们共同探讨。
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聚合物的降解
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分子链只有一种单体构成的聚合物称为均聚物（ 如PE、PP、PS……）
分子链有两种或两种以上单体构成的聚合物称为 共聚物（典型例子ABS、AS） 聚合物的改性原理就是在原来的高分子链中 ，通过接枝、嵌段共聚使新的单体参与到原来的 分子中去，形成新的分子链，从而赋予材料新的 性能。如：PS由于分子链中有刚性的苯环，材质 较脆，抗冲击性能差，加入丁二烯（一种橡胶） 改性后，材料被赋予高抗冲击性能，称之为HIPS 。
均聚与共聚
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来源
当今世界上作为材料使用的大量高分子化合物， 是以煤、石油、天然气等为起始原料制得低分子 有机化合物，再经聚合反应而制成的。这些低分 子化合物称为“单体”，由它们经聚合反应而生 成的高分子化合物又称为高聚物。通常将聚合反 应分为加成聚合和缩合聚合两类，简称加聚和缩 聚。
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所谓树脂：塑料的主要成分，决定了塑料 的 基本特性；
所谓助剂：为了改善塑料的性能特性或加工成型 条件而加入的小分子物质；举例：为了使材料有 阻燃的特性，可以加入阻燃剂；为了改善材料成 型时的流动性，可以加入增塑剂。
助剂与改性不同：对塑料改性的组分一般与原组 分共聚，构成材料的主要成分，以改变材料的基 本特性。
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分子链的构型与构象 构型：分子中由化学键所固定的原子在空
间的几何排列。（丁二烯有顺反两种构型，顺 式构型即是顺丁橡胶，反式构型分子链规整， 结晶。可以作为塑料使用）
构象：由C—C单键旋转而产生的原子或基 团在空间排列的无数特定的形象称为构象。这 就牵涉到分子链的柔顺性问题。（聚苯乙烯分 子中含苯环，分子链呈刚性，所以宏观上聚苯 乙烯硬而且脆，耐冲击性能差，如：PS做的 CD、磁带包装盒摔在地上很容易开裂）