高分子材料的合成

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原油主要分馏产物情况见下表：
馏分
沸点范围 / ℃ 烃的碳原子数
气体 轻 油
重 油
石油气
溶剂油 汽油
煤油
柴油
润滑油 凡士林
石蜡 沥青 渣油
C1~C4
30~180 180~280
C5-C6 C6-C10
C10-C16
280~350
C17-C20
C18-C30
350~500 >500
X
X
CH2CH CHCH2 XX
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•b. 双基歧化终止：即两个长链自由基相互作用，通 过氢原子的转移，彼此都失去活性，变成两个稳定的
大分子，其中一个链端带有双键。
+ CH2CH CHCH2
X
X
+ CH2CH2 CH=CH
X
X
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加聚反应的历程
（4）链转移
增长着的活性链与其他物质（如：单体，溶剂， 杂质等）作用，自身失去活性成为稳定大分子， 同时又产生一个新的自由基的过程。
+ CH2CH
YS
X
+ CH2CHY S
X
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• a. 链转移的结果是链活性中心的转移，但未消失，而 新的活性自由基可继续进行链的增长。
C20-C30 C30-C40
>C40
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原油蒸馏是炼油厂加工的第一道工序
原油的预处理 常压蒸馏
减压蒸馏
二次加工的装置主要有:催化裂化、加氢裂化、 延迟焦化、催化重整、减粘裂化、氧化沥青等 装置。
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3.1.3天然高分子化合物
• 根据来源不同可分为：天然高分子材料和合成高分子材料。
• 天然高分子材料是存在于动物，植物，矿物中的高分子物质。
可分为
• 天然纤维：植物纤维：棉，麻，木材，草类。
•
——造纸，织物，纤维素。
• 动物纤维：羊毛，蚕丝——成分：蛋白质。
• 矿物纤维：石棉纤维——硅酸盐。
• 天然树脂：动、植物分泌物再经加工而成的天然高分子物质。
X
X
X
链转移，链终止反应：随聚合反应类型不同而有所区别。
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加聚反应的历程
（3）链终止
增长链自由基失去活性，停止增长 成为稳定的大分子 的过程。 终止方式有两种: • a. 双基偶合终止：即两个长链自由基结合生成一个没 有活性的稳定大分子。
+ CH2CH CHCH2
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• 高分子材料的单体可以石油，天然气，煤，农副产品 中制取。
• 经一定的化工过程，制成低分子化合物，如：乙醇， 乙烯，甲苯，苯酚。
• 再合成可以聚合的各类单体，如：苯乙烯，氯乙烯， 乙二酸，对苯二甲酸等。
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合成高分子化合物的主要用途
• 高分子化合物的合成，通常是单体通过加聚或缩 聚反应形成的。
➢
高 分 子 化 合 物 的 合 成
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A.加成聚合反应
由不饱和低分子化合物 相互加成或环状化合物开环，
连接成大分子的反应。
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其产物称为加聚物。加聚物的组成与原料单体相比， 只是电子结构有所变化。
J
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3.1.4生产单体的原料路线
• 石油化工路线 • 煤炭原料路线 • 其它原料路线
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Ａ. 石油化工路线
• 是当前最重要的单体合成路线。 • 石油炼制 （ 汽油、石脑油、煤油、柴油等） • 高温裂解（乙烯 丙烯 丁烯 丁二烯等） • 加氢、催化重整（苯 甲苯 二甲苯等）
• 石油化工工业未发展以前，有机化工原料主要来自煤焦 油和焦炭。
• 过程为： <1>煤炭炼焦: 煤气、煤焦油、焦炭
分离: 苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、苯酚、甲苯酚。 <2>用焦炭和石灰石生产碳化钙（电石），制备乙炔
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煤炭原料路线
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8/29/2合物的主要用途
J
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3.1.4有机合成原料
• 合成高分子材料主要指合成树脂、合成橡胶、合成纤 维（三大合成材料）。还包括：粘合剂，涂料以及各 种功能性高分子材料。
• 合成原料的主要特点：原料来源丰富，品种多，性能 多样化，密度小，耐磨性、耐腐蚀性，电绝缘性好。 加工成型方便。
• 按活性中心不同分为： 自由基型聚合：活性中心为自由基R。 离子型聚合： 活性中心为阳离子R+、阴离子R-、 配位络合离子。
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(1) 加聚反应的历程 （以自由基聚合为例）
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加聚反应的历程
（1）链引发
引发剂I分解产生初级自由基，
I
2R
初级自由基与单体加成生成单体自由基。
+ R CH2=CH
X
RCH2CH X
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加聚反应的历程
（2）链增长： 单体自由基与单体加成生产新的自由基，
如此反复生成长链自由基。
+ RCH2CH
CH2=CH
X
X
RCH2CHCH2CH XX
RCH2CH CH2CH n CH2CH
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裂化
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• 以石油制成的基本有机原料为基础，合成单 体和高分子化合物。以乙烯、丙烯为例，乙烯 可以合成各种单体，再合成树脂，橡胶。
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Ｂ.煤炭原料路线
• C.其他原料路线
• 用植物、农副产品，提炼单体。如：将植物废料水解， 制取糠醛，酒精，酵母，木糠醇。
• 用木材、棉短绒等，经化学处理得到纤维塑料、人造 纤维。
• 糠醛是自农副产品中得到的重要的单体，（从玉米核 中得到）可用来制备糠醛类树脂。
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3.1.4.2高分子化合物的合成
如：松香，虫胶，琥珀。
主要用于：涂料工业，造纸，医药，粘结剂。
• 天然橡胶：天然高弹性高分子化合物。橡胶树割取的胶乳，
经物理，化学处理得到。
• 生物胶：植物胶：阿拉伯树胶，山达胶，淀粉等;
动物胶：虫胶，鱼胶，蛋白质，明胶。
主要用作制版中的抗蚀剂。
• 共同点：都是由天然高分子化合物所组成，故称天然高聚物材料。