现代高分子化学2016剖析

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1、现代高分子化学 (Modern Polymer Chemistry) 高分子研究所 祝方明 (Institute of Polymer Science) Mobile: 13640217069; E-mail: ceszfm,Synthesis,Structure,Property,Appliance,TiCl4/AlEt3,ZieglerNatta催化剂：,后过渡金属催化剂：,极性单体,具有良好的力学性能（耐穿刺）、加工性能和功能性。,线性聚乙烯,加工困难 不能做薄膜材料 不能聚合功能化,茂金属催化剂和FI催化剂：,MAO助催化剂 Mw/Mn 1.1 2.0,单活性中心催化剂 聚乙烯结构调控

2、,配位聚合合成聚乙烯,超高分子量聚乙烯纤维 最坚韧纤维，防弹衣的主要材料,分子量双峰分布聚乙烯,熔融指数仪,茂金属产品与 Ziegler-Natta产品的区别,我国聚乙烯生产现状：,80%以上聚乙烯是通过ZieglerNatta催化剂合成；其余的是通过高温高压下自由基聚合制备；因此，存在结构性过剩与结构性短缺的问题。,乙烯气相聚合流化床反应器,链转移,高能耗 结构不可控,自由基聚合合成LDPE,高 分 子,也叫聚合物(分子)或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际上是由相应的小分子衍生而来。,Polymer molecule, Macromolecu

3、le,根据IUPAC1996年之建议：Excerpt from Pure Appl. Chem. 1996, 68, 2287,poly=many, meros=parts,高 分 子 基 本 概 念,Growth of polymeric materials,高分子化学：高分子合成(单体的制备、合成机理、动力学、合成反应技术、目标产物的分离和提纯)；高分子反应(化学反应、改性、防老化)。 高分子物理：聚合物结构(分子链结构和聚集态结构)、形态(固态、流体、溶液)、结构与宏观性能及功能的关系、聚合物结构的动态变化。 高分子成型：成型理论、新成型方法、成型过程中聚合物结构的控制。,高 分 子 科

4、 学,天然高分子 (naturally occurring polymers or biopolymers)，合成高分子(synthetic polymers) 塑料(plastics)，橡胶(弹性体) (rubber or elastomers)，纤维 (fibers)，涂料 (coating)，粘合剂 (adhesives) 热塑性高分子 (thermoplastic，其分子具有线型和支链型结构，加热时能软化、熔融，冷却时会凝固、变硬，而且这一过程可以反复进行。热塑性塑料在加热软化时，具有可塑性，可以采用多种方法加工成型)；热固性高分子 (thermosets，这类塑料固化后，形成体型结构

5、，因此制品定型后再加热，则不再发生软化或熔融，温度太高时发生焦化分解，所以不能回收进行重复再加工。),聚 合 物 的 分 类,聚 合 物 的 分 类,塑料（Plastics）：具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。 橡胶（Rubber）：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低， 分子量往往很大，大于几十万。 纤维（Fiber）： 聚合物

6、经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝，形成纤维。纤维具有弹性模量大，受力时形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。,不饱和聚酯固化工艺,促进剂,苯乙烯,不饱和聚酯及合成,不饱和聚酯通常指的是聚合物链中含不饱和键的聚酯，如顺丁烯二酸酐(马来酸酐)和二元醇（丙二醇）的缩聚产物。,涂料的基本特点是在一定条件下能成膜，对基材起到装饰和保护作用。大部分高分子均可用作涂料。重要的涂料高分子有：聚丙烯酸酯、聚酯树脂、氨基树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等。 粘合剂的特点是对基材有很高的粘结性，通过其可将不同材质的材料粘合在一起。重要的粘结剂高分子有：环

7、氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚乙烯醇等。 功能高分子包含了一大批高分子类型。它们是一些具有特殊功能的高分子，如导电性、感光性、高吸水性、高选择吸附性、药理功能、医疗功能等。是近年来高分子研究中非常活跃的领域。,聚 合 物 的 分 类,2016级硕士研究生“现代高分子化学”测试试题 一、分别写出三个用于如下聚合的引发剂或催化剂（每题5分共15分） 自由基聚合（包括悬浮聚合和乳液聚合）；BPO、AIBN、 (NH4)2)K2SO8 阴离子聚合（包括单阴离子和双阴离子）；Na/萘 阳离子聚合；H+ 、 BF3/H2O、 t-RCl/TiCl4 二、名词解释：（每题3分共24分） 1.

8、热固性高分子； 2. 等规（全同）聚合物；3. 玻璃化转变温度；4. 活性中心； 5 链式聚合反应；6. 界面缩聚；7. 活性聚合；8. 引发剂半衰期。 三、写出合成下列聚合物的反应方程式，并指出反应类型。（每题2分共20分） 1. 间规聚丙烯；2. PET；3. 聚氯乙烯；4. 尼龙-66；5. 不饱和聚酯；6. 聚环氧乙烷；7. PC；8. 尼龙-6；9. 聚异丁烯；10. 聚醋酸乙烯酯。 四、简述自由基聚合过程中出现的自动加速现象。（15分） 五、比较橡胶、塑料、纤维性能及应用上的异同。（15分） 六、谈谈聚合物分子量及分子量分布的测定。（11分）,自由基聚合过程,百度文库首页 | 意见

9、反馈 | 下载客户端 | 百度首页 | 登录注册 新闻 网页 贴吧 知道 音乐 图片 视频 地图 百科文库 3帮助 全部DOCPPTTXTPDFXLS 首页 分类 教育文库 精品文库 机构合作 文库VIP 个人中心 高考题库 百度文库 专业资料 工程科技 材料科学 上传文档 评价文档： 相关文档推荐 6-聚合物的热性能 16页 3下载券 第五章 聚合物的电性能和. 29页 1下载券 7-聚合物的热性能 暂无评价 39页 1下载券 第十章 聚合物的电性能、. 64页 免费 聚合物热性质 暂无评价 45页 1下载券 喜欢此文档的还喜欢 聚合物的热性能 55页 1下载券 第九章 聚合物分子运动 10

10、2页 5下载券 第五章 聚合物的分子运动. 58页 5下载券 2.2聚合物的加热冷却和结. 14页 免费 嵌段聚合物热塑性弹性体. 5页 3下载券 猜你喜欢,聚合物分子量的测定方法概括如下： 1. 粘度法测相对分子量（粘均分子量M） : 根据Mark-Houwink公式kM； 2. 小角激光光散射法测重均分子量（ Mw ）； 3. 体积排除色谱法（SES）（也称凝胶渗透色谱法（GPC）； 4. 质谱法：“基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱”（MALDI-TOF MS 激光质谱）可测量分子量分布比较窄的高分子的重均分子量（ Mw ）， “电喷雾离子阱质谱”（ESI-ITMS 电喷雾质谱）可测量高

11、分子的重均分子量（ Mw ）； 5. 端基测定法； 6. 小角X光散射法； 7. 小角中子散射法； 8. 超速离心沉降法等。 参考文献 1. “现代高分子物理学”（上册，P.126）殷敬华、莫志深主编，科学出版社，2001年 2. “高分子物理实验”（P.95）何平笙，杨海洋，朱平平，瞿保均编，中国科技大学出版社，2002年 3. “高分子物理”（P.317）杨玉良，胡汉杰主编，化工出版社，2001年,高分子化学发展简史 建立 发展 展望,1846年，瑞士巴塞尔大学化学家惠拜恩(c. schonbein)偶然发现棉花经浓硝酸和浓硫酸处理后的产物有了新的性质, 即在高温下会自燃, 受到摩擦或冲击

12、会发生爆炸，这就是人类最先通过人工办法获得的第一种高分子材料硝化纤维素。 1887年，夏尔多内(Hilaire de Chardonnet)伯爵在将羧甲基纤维素抽成夏尔多内人造丝撕制造出了一种相关的产品，这就是第一种进行生产的人造纤维，也是人造丝、尼龙和涤纶的鼻祖。,1855年，英国人Parks (Alexander Parks)用硝化纤维素(guncotton)和樟脑(camphor) 制得赛璐珞(celluloid)塑料。,贝克兰(L.Baekeland)：美国化学家。酚醛树脂的发明者。1999年3月29日的美国时代周刊评出了20名在20世纪里最具影响力的科学家和思想家，其中贝克兰是惟一一

13、名化学家显然这是因为在20世纪的化学领域里，对人类影响最大的莫过于出现了塑料及其他合成高分子材料，而贝克兰又是有史以来第一位用简单分子合成塑料的人。这一成功标志着人类使用的材料，从此开始由单一的天然产物，进入到广泛使用合成高分子材料的新时代。,1863年11月14日生于比利时港口城市根特，1944年2月23日卒于纽约。1882 年毕业于根特大学。1884年获夏洛滕堡工业大学博士学位。1887年任布鲁日大学物理和化学教授。1888年回到根特大学任化学副教授，从事照相化学研究。1889年移居美国。曾发明高光敏性照相纸并从事电解研究。1905年转向研究苯酚与甲醛的反应及其产物。在近5年的工作中，完成

14、了以催化剂类型和用量控制缩聚反应，树脂中加入木粉以克服其脆性，使酚醛树脂成为工业生产的第一个合成高聚物。1909年获得酚醛高温热压成型专利权，并于1910年5月在柏林吕格斯工厂组建了日产180千克多种酚醛树脂产品的通用酚醛树脂公司。1924年任美国化学学会会长。,施陶丁格是高分子科学的奠基人。于20年代证明了天然橡胶不是小分子次价键的缔合体，而是以主价键连接成的长链状高分子量化合物。他还正式提出了“高分子化合物”这个名称；预言了高分子化合物在生物体中的重要作用。他提出了关于高分子的粘度性质与分子量关系的施陶丁格定律。至今，用粘度测定高分子的分子量, 仍然是常用的方法。他在高分子科学理论方面有所

15、创新, 是纤维、橡胶、塑料等高分子工业生产的理论基础。施陶丁格因其在高分子化学方面的发现, 获1953年诺贝尔化学奖。他创办了高分子化学杂志。共发表了600多篇论文和专著。,施陶丁格 (Staudinger)：1881年3月23日生于沃尔姆斯，1965年9月8日卒于弗赖堡。1903年在哈雷大学获化学博士学位。1912年在瑞士的苏黎世联邦高等工业学校任教授。1926年在弗赖堡任教。,胶体溶液,分子大小10100nm 扩散慢 不能透过半透膜 在高速力场中有沉降现象,胶团大小10100nm 扩散慢 不能透过半透膜 有沉降现象,高分子溶液,高分子溶液与胶体溶液,相同性质,胶体溶液,溶质与溶剂间有亲和力

16、(自动溶解)； 稳定体系； 平衡体系，符合相律，有一定的溶解度； 真溶液，均相体系，丁达尔效应微弱； 可以长期存放； 对电解质不很敏感 。,高分子溶液,高分子溶液与胶体溶液,不同性质,分散相与分散介质间没有亲和力； 不稳定体系； 非平衡体系，不符合相律，没有一定的溶解度； 多相体系，丁达尔效应明显； 沉降现象； 对电解质很敏感；,micelle (胶束),polyethylene (聚乙烯),高分子链的柔顺性,（1）主链结构 （2）侧基 （3）分子间的作用（交联、结晶、氢键等）,卡罗瑟斯提任杜邦公司化学研究所所长，并先后发明了合成橡胶和尼龙，在第二次世界大战中被军方大量使用。1937年，他研究的尼龙投入工业生产，为了庆祝这一伟大胜利，他特地去郊外划船，不幸落水遇难身亡，年41岁。二战以后，尼龙被广泛用于制造内衣、泳装和丝袜，掀起了异常世界服装革命，青年们唱着“尼龙之花常开“的流行歌曲。在20世纪40年代至60年代，尼龙丝袜盛行全球。尼龙也是世界流行的包装材料，因强