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1、第三节 高分子材料的保护一、高分子化合物的基本概念1定义：分子量大（10000)，以共价键结合的化合物2特点：高熔点、高强度、高弹性，溶液或熔体具有高粘度。3分类： 天然高分子化合物 松香、淀粉、纤维素、蛋白质 按来源分 聚乙烯 聚氯乙烯 合成高分子化合物 尼龙(聚酰胺） 丁苯橡胶 涤纶丁苯橡胶：涤纶：的确良（涤纶的纺织物，耐磨,干得快）二、聚合反应1定义：高聚物、单体高聚物：高分子化合物作为聚合反应的产物单体：作为原料的小分子化合物。CH2CH2称为链结，n为结构单元数，即聚合度2分类 碳链高分子化合物高分子化合物杂链高分子化合物 均聚物：由一种单体聚合而成 共聚物：由两种或两种以上单体聚合
2、而成 如ABS三、高分子化合物的聚合反应1加聚反应和缩聚反应按反应机理分聚合反应分为加聚反应（加成聚合）和缩聚反应(缩合聚合）(1)加成聚合 （2）缩合聚合：在形成高聚物的同时,伴随着失去小分子物质 尼龙6 6代表碳原子个数 尼龙662连锁聚合和逐步聚合（不细讲）按动力学特征分聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合.（1)连锁聚合：烯烃类单体的聚合.三个步骤：链引发、链增长、链终止。链引发过程中，烯类双链被引发激活,然后通过单键相互连接聚合。引发剂有三类：自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂.以自由基引发剂过氧化二苯甲酰（BOP）引发乙烯为例。A链引发：引发剂受热产生自由基（以R表示）自由基引发乙
3、烯聚合B链增长：自由基不断向乙烯分子转移，使聚合链不断增长，在此过程中，自由基的数量并不减少，直到自由基捕获到不活泼自由基发生链终止反应或到单体反应完毕。 C链终止：（2）逐步聚合聚合物的链是逐步增长的四、高分子化合物的力学状态 晶态高分子化合物按结构形态 非晶态线型的高分子在温度不同时可以呈现三种（大多数合成树脂与橡胶) 力学状态 玻璃态 高弹态 粘流态1玻璃态：处于玻璃态的高分子化合物,整个分子链热运动受到限制，且链段的内旋被“冻结当受到外力作用时，形变很小，外力撤消后恢复形变。此时，高分子化合物坚硬缺少弹性，我们称这种状态为玻璃态。因为塑料具备这个特性，因此,把常温下处于玻璃态的高分子化
4、合物称为塑料。（只要是在常温下是玻璃态的高分子化合物都可称为塑料）2高弹态:升高温度，分子热运动加剧，虽然整个分子链还不能自由移动，但链段内的“冻结”被解除，可自由转动，且链段可以弯曲或伸长，当外力存在时发生形变,撤去外力后恢复形变,表现出很高的弹性，我们称为高弹态。因为橡胶具备这个特性,因此,把常温下处于高弹态的高分子化合物成为橡胶。3粘流态：继续升高温度，分子动能大到可以克服分子间力。此时整个分子链可以自由移动。聚合物成为可流动的粘稠液体，这种流动形变是不可逆的，这种状态称为粘流态。我们把常温下处于粘流态的高分子化合物称为流动性树脂。一般高分子的加工成型都是在粘流态完成的。4非晶态高分子的
5、玻璃化温度(Tg）和粘流化温度(Tf)形变 粘流态 高弹态 玻璃态O Tg Tf T 线型高分子的加工 体型：在未完成交联前加入到模具中，加热使其交联成型,成型后不能再改变。五、高分子材料的老化（自己看书） 高分子材料在使用过程中，由于环境的影响，其强度、弹性、硬度等性能逐渐变坏,这种现象称为高分子材料的老化。1 光氧老化 2 热氧老化3 化学试剂作用下的老化六、高分子材料的保护 高分子材料作为新型材料越来越受到人们的重视，高分子材料熔点低、硬度小、但密度也小，可作为航天工业中的结构材料。而且高分子材料一般不导电，可作为电绝缘材料。高分子材料易老化，多由碳、氢元素组成，易燃,易溶于有机溶剂，必
6、须在使用过程中加以保护。1 光稳定剂和抗氧化剂根据高分子的光氧老化和热氧老化机理，如在高分子材料加工成型前加入光稳定剂和抗氧剂，就能达到防止和延缓光老化和热老化的目的。光稳定剂是抑制和延缓高分子光氧老化过程的试剂。光稳定剂的类型：（1） 紫外线吸收剂 能先于高分子吸收紫外线辐射能。在高分子材料中加入一些能先于高分子吸收紫外线的有机物，条件是此有机物无毒，且与高分子相溶性好。（2） 能量转移剂 能转移高分子受紫外光激发后的激发能,又称猝灭剂.它们主要是镍、钴的配合物,其有机部分是取代酚和硫代双酚等.（3） 光屏蔽剂 减少紫外线透射。炭黑、氧化锌、氧化钛（4） 自由基捕获剂抗氧剂包括主抗氧剂和辅助
7、抗氧剂，作用看书P2442 氧指数和阻燃剂通常，高分子材料都是可燃的。它相当于燃料、当具备了氧和温度另外两个燃烧过程的要素时，燃烧就会发生.对于高分子材料的阻燃性能的评价目前常用极限氧指数（LOI）表示,简称氧指数。在标准状况下，材料样品在氧、氮混合气流中维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积分数表示。一般说来,氧指数在20以下很容易燃烧,在26以上,即可认为材料在空气中不燃烧,具有自熄性.氧指数越大，阻燃效果越好.提高高分子材料的阻燃性，一般是加入阻燃剂,且阻燃剂浓度越大，阻燃效果越好，但会牺牲高分子材料的某些性能作为代价。阻燃剂大多数是元素周期表中第三、五、七主族元素的化合物.3
8、填充剂和偶联剂填充剂又称填料。一般是指加入材料组成中作为基本组分以改变材料的性能，或降低其成本的固体物质。为了提高高分子材料的电绝缘性能，可在树脂加工成型以前加入陶土、石棉、硅微粉等；为了增加导电、导热性和提高刚性、硬度、耐热性等,可在树脂加工成型前添加各种金属粉末；为了增加强度，加入玻璃纤维、碳纤维等.但是无机填料和高分子材料的相容性不好，所以需要使用偶联剂，将无机填料与高分子化合物“偶联”起来。4 化学镀和塑料电镀非金属材料一般不导电，很难电镀,但因需要，使其表面镀上一层金属薄膜，实现非金属材料上的金属镀层,称之为化学镀.（1）粗化 在碱液中（氢氧化钠、磷酸钠、碳酸钠、洗涤液）除油后，进行粗化处理，粗化的目的是使塑料制件表面蚀刻出一些微观粗糙不平的状态，来增加材料本身和镀层之间的结合力,主要是用一些强氧化剂，比如加入三氧化铬和浓硫酸。（2）敏化 使金属制件表面吸附上一层易于氧化的还原性金属离子,常用的敏化剂有二价锡盐和三价钛盐.比如加入二水合二氯化锡和浓盐酸和锡粒。（3)活化 为了加快化学镀的沉积速率并使镀层均匀，利用二价锡的还原性将某些贵重金属离子，一般用银离子，使析出银微粒作为晶种。（4）化学镀文中如有不足，请您指教！ /
