高聚物生產(chǎn)技術(shù)緒論

1、高聚物生產(chǎn)技術(shù)高聚物生產(chǎn)技術(shù) 主編 張立新 全國高職高專規(guī)劃教材緒論Introduction教學(xué)目的：教學(xué)目的：掌握高聚物的基本概念；掌握高聚物的命名與分類方法；了解高聚物的形成反應(yīng)類型、基本特點(diǎn)及工業(yè)生產(chǎn)方法；了解高分子科學(xué)的發(fā)展過程與展望。高分子材料的應(yīng)用衣衣食食行行住住用用科技科技遼寧老工業(yè)基地的振興遼寧老工業(yè)基地的振興高聚物材料在電器方面的應(yīng)用（部分實(shí)例）緒論一、高聚物的基本概論一、高聚物的基本概論高聚物高聚物高聚物（high polymer）是高分子化合物（macromolecular compound）的簡稱，是由成千上萬個(gè)原子通過化學(xué)鍵連接而成的高分子（macromolecule

2、）所組成的化合物。高聚物的基本特點(diǎn)高聚物的基本特點(diǎn)相對(duì)分子質(zhì)量大高聚物的基本特點(diǎn)分子鏈長相對(duì)分子質(zhì)量具有多分散性常用的術(shù)語常用的術(shù)語單體結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元聚合度常用的術(shù)語緒論實(shí)例分析實(shí)例分析以氯乙烯（VC）為單體，通過聚合生成聚氯乙烯（PVC）。n CH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CH以對(duì)苯二甲酸、乙二醇為單體，通過聚合生成聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（的確良）。ClClClClCl簡寫ClCH2CHn結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元n HOCH2CH2OHn HOOCCOOH HOCCOCH2CH2OHOOn重復(fù)結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元緒論單體（單體（monomer）能夠形成結(jié)構(gòu)單元的分子所組成的

3、化合物，即聚合時(shí)的小分子原料。結(jié)構(gòu)單元（結(jié)構(gòu)單元（structural unit）組成高聚物重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的基本單元。重復(fù)結(jié)構(gòu)單元（重復(fù)結(jié)構(gòu)單元（structural repeat unit）高分子鏈中重復(fù)出現(xiàn)的單元，即鏈節(jié)（chain element）。聚合度（聚合度（degree of polymerization）重復(fù)結(jié)構(gòu)單元數(shù)目，即鏈節(jié)數(shù)。單獨(dú)提出用DP或Xn表示，在結(jié)構(gòu)式中用n表示。三個(gè)關(guān)系的處理三個(gè)關(guān)系的處理結(jié)構(gòu)單元與重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的關(guān)系結(jié)構(gòu)單元與重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的關(guān)系單一單一高分子的相對(duì)分子質(zhì)量與聚合度、重復(fù)結(jié)構(gòu)單元相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系高分子的相對(duì)分子質(zhì)量與聚合度、重復(fù)結(jié)構(gòu)單元相對(duì)分子質(zhì)量

4、的關(guān)系重復(fù)結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)單元0MXMnn緒論單一相對(duì)分子質(zhì)量與平均相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系單一相對(duì)分子質(zhì)量與平均相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系單一相對(duì)分子質(zhì)量只對(duì)個(gè)體高分子，平均相對(duì)分子質(zhì)量是體系內(nèi)所有個(gè)體相對(duì)分子質(zhì)量的平均值。個(gè)體高分子的個(gè)體高分子的相對(duì)分子質(zhì)量沒有實(shí)用價(jià)值，真正有價(jià)值的是平均平均相對(duì)分子質(zhì)量的大小。原因：原因：高聚物是由相對(duì)分子質(zhì)量不等的同系聚合物組成的混合物，即高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量具有多分散性。多分散性的描述：多分散性的描述：分布曲線法、分散系數(shù)HI法。常見三大合成材料的相對(duì)分子質(zhì)量范圍常見三大合成材料的相對(duì)分子質(zhì)量范圍塑料相對(duì)分子質(zhì)量橡膠相對(duì)分子質(zhì)量纖維相對(duì)分子質(zhì)量高密

5、度聚乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚碳酸酯630萬515萬1030萬26萬天然橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠2040萬1620萬2530萬1012萬錦綸-66滌綸維尼綸腈綸1.21.8萬1.82.3萬67.5萬58萬緒論二、高聚物的命名與分類二、高聚物的命名與分類高聚物的命名高聚物的命名通俗命名法通俗命名法“聚聚”單體名稱單體名稱實(shí)例聚聚氯乙烯、聚聚乙烯、聚聚丙烯、聚聚苯乙烯、聚聚甲基丙烯酸甲酯、聚聚四四氟乙烯、聚聚異異丁烯、聚聚偏偏二氯乙烯等。注意：取代基的位置用文字代替。原料名稱簡字原料名稱簡字“樹脂樹脂”實(shí)例酚醛樹脂樹脂、脲醛樹脂樹脂（聚合單體簡字）擴(kuò)充：聚氯乙烯樹脂樹脂、聚乙烯樹脂樹脂等（成型加工

6、原料）高聚物的命名習(xí)慣或商品命名法系統(tǒng)命名法通俗命名法樹脂命名法橡膠命名法結(jié)構(gòu)特征命名法“聚”單體名稱緒論單體簡字單體簡字“橡膠橡膠”實(shí)例丁苯橡膠橡膠、丁腈橡膠橡膠、氯丁橡膠橡膠、順丁橡膠橡膠結(jié)構(gòu)特征命名結(jié)構(gòu)特征命名具有“酯COO結(jié)構(gòu)”的高聚物稱為聚聚酯酯；具有“酰胺CONH結(jié)構(gòu)”的高聚物稱為聚聚酰酰胺胺；具有“醚O結(jié)構(gòu)”的高聚物稱為聚聚醚醚。習(xí)慣名稱與商品名稱習(xí)慣名稱與商品名稱高聚物的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元通俗名稱系統(tǒng)名稱習(xí)慣或商品名稱英文縮寫CH2CH2CH2CH(CH3)CH2CH(Cl)CH2C(CH3)-COOCO(CH2)2O-NH(CH2)5CO聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯聚對(duì)苯二

7、甲酸乙二酯聚已內(nèi)酰胺聚亞乙基聚亞丙基聚(1-氯亞乙基)聚(1-甲氧基酰基)-1-甲基亞乙基聚(氧亞乙基對(duì)苯二酰)高密度聚乙烯低密度聚乙烯（絲用）丙綸（絲用）氯綸有機(jī)玻璃滌綸錦綸-6或尼龍-6HDPELDPEPPPVCPMMAPETPPA-6COOCH3緒論高聚物的分類高聚物的分類按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類碳鏈高聚物（carbon chain polymer）雜鏈高聚物（carbon chain polymer）元素有機(jī)高聚物（carbon chain polymer）無機(jī)高聚物（carbon chain polymer）按高聚物用途分類塑料（plastics）橡膠（rubber）纖維（fiber）涂

8、料黏合劑按高分子鏈幾何形狀分類線型高聚物體型高聚物支鏈型高聚物按高分子鏈排列情況分類結(jié)晶高聚物非晶高聚物緒論三、高聚物的形成反應(yīng)三、高聚物的形成反應(yīng)高聚物的形成反應(yīng)（高聚物的形成反應(yīng)（formation reaction of polymer）是指由低分子單體形成高聚物的化學(xué)反應(yīng)。廣義還應(yīng)包括利用高聚物的化學(xué)變化轉(zhuǎn)化為另一種高聚物的反應(yīng)。高聚物形成反應(yīng)的類型高聚物形成反應(yīng)的類型按元素組成和結(jié)構(gòu)變化分類加聚反應(yīng)（polyaddition reaction）縮聚反應(yīng)（polycondensation reaction）高聚物化學(xué)轉(zhuǎn)變按反應(yīng)機(jī)理分類連鎖聚合反應(yīng)（chain polymerizatio

9、n）逐步聚合反應(yīng)（step-reaction polymerization）緒論四、聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法四、聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法適用于連鎖聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法適用于連鎖聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法適用于逐步聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法適用于逐步聚合反應(yīng)的工業(yè)實(shí)施方法選擇聚合實(shí)施方法的原則：選擇聚合實(shí)施方法的原則：根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)要求、單體性質(zhì)、產(chǎn)品用作等縮合考慮。連鎖聚合反應(yīng)工業(yè)實(shí)施方法本體聚合（bulk polymerization）溶液聚合（solution polymerization）懸浮聚合（suspension polymerization）乳液聚合（emulsion polymerizat

10、ion）逐步聚合反應(yīng)工業(yè)實(shí)施方法熔融縮聚（melt polycondensation）溶液縮聚（solution polycondensation）固相縮聚（solid phase polycondensation）界面縮聚（interface polycondensation）乳液縮聚（emulsion polycondensation）緒論五、高分子科學(xué)的發(fā)展概況五、高分子科學(xué)的發(fā)展概況天然高聚物的利用與改性階段（天然高聚物的利用與改性階段（19世紀(jì)前世紀(jì)前19世紀(jì)末）世紀(jì)末）合成高分子工業(yè)的發(fā)展與高分子化學(xué)的建立階段（合成高分子工業(yè)的發(fā)展與高分子化學(xué)的建立階段（20世紀(jì)初世紀(jì)初40年代末

11、）年代末）現(xiàn)代高分子科學(xué)階段（現(xiàn)代高分子科學(xué)階段（20世紀(jì)世紀(jì)50年代初年代初20世紀(jì)末）世紀(jì)末）2121世紀(jì)的高分子科學(xué)世紀(jì)的高分子科學(xué)在合成上在合成上探索新的合成反應(yīng)與方法；探索和提高高分子鏈結(jié)構(gòu)有序和實(shí)現(xiàn)特定聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的合成技術(shù)；用普通單體通過共聚合成新的高聚物。在結(jié)構(gòu)與性能上在結(jié)構(gòu)與性能上研究高分子鏈和聚集態(tài)各層次的結(jié)構(gòu)和相態(tài)特點(diǎn)及對(duì)材料宏觀性能、功能的影響；研究外場(chǎng)條件對(duì)各層次高分子鏈運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，開發(fā)潛在性能；研究新型高分子材料結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、規(guī)律；研究生物高分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、信息傳遞，合成仿生功能材料。在成型加工上在成型加工上研究高聚物成型原理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；搜集高聚物流體數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行成型設(shè)計(jì)；注意在成型加工過程中控制結(jié)構(gòu)，形成技能。在高分子化學(xué)上在高分子化學(xué)上精確設(shè)計(jì)、精確操作，發(fā)展完善高分子化學(xué)與物理的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)納米化、功能化、仿生化。緒論小結(jié)高聚物的基本特點(diǎn)：相對(duì)分子質(zhì)量大、分子鏈長、相對(duì)分子質(zhì)量的多分散性主要概念：高聚物、單體、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)結(jié)構(gòu)單元、鏈節(jié)、聚合度、多分散 性、相對(duì)分子質(zhì)量命名方法：通俗法高聚物的類型：從主鏈結(jié)構(gòu)上分：碳鏈高聚物、雜鏈高聚物、元素有機(jī)高聚物、無機(jī)高聚物從用途上分：塑料、橡膠、纖維