高分子化學(xué)(第五版)第4章課件

高分子化學(xué)(第五版)第4章課件目錄高分子化學(xué)基礎(chǔ)概念高分子合成反應(yīng)高分子合成助劑高分子合成新方法與新技術(shù)高分子合成反應(yīng)的工程基礎(chǔ)01高分子化學(xué)基礎(chǔ)概念高分子的定義是指分子量大于10000的聚合物，具有長鏈結(jié)構(gòu)。根據(jù)來源和合成方法，高分子可以分為天然高分子和合成高分子兩大類。總結(jié)詞高分子是由重復(fù)單元以共價(jià)鍵連接而成的長鏈聚合物。其分子量通常在10000以上，有的甚至高達(dá)數(shù)百萬或更高。天然高分子主要存在于自然界中，如纖維素、蛋白質(zhì)和淀粉等，而合成高分子則是通過化學(xué)反應(yīng)合成的聚合物，如合成橡膠、合成纖維和塑料等。詳細(xì)描述高分子的定義與分類總結(jié)詞高分子的結(jié)構(gòu)由其組成單元、排列順序、支化與交聯(lián)程度以及結(jié)晶度等因素決定，這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了高分子的物理和化學(xué)性質(zhì)。詳細(xì)描述高分子的組成單元、排列順序和支化與交聯(lián)程度決定了其形態(tài)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)晶度對高分子材料的性能也有重要影響。由于這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，高分子材料表現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)，如良好的絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性和加工性能等。高分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)總結(jié)詞高分子合成的基本方法包括逐步聚合和鏈?zhǔn)骄酆蟽纱箢?。逐步聚合是通過逐步增長聚合物的分子鏈來合成高分子，而鏈?zhǔn)骄酆蟿t是通過活性中心不斷增長聚合物的分子鏈來合成高分子。詳細(xì)描述逐步聚合是指單體在聚合過程中逐步增長聚合物的分子鏈的過程。常見的逐步聚合方法有縮聚反應(yīng)和開環(huán)聚合等。鏈?zhǔn)骄酆蟿t是通過活性中心不斷增長聚合物的分子鏈來合成高分子的過程。常見的鏈?zhǔn)骄酆戏椒ㄓ屑泳鄯磻?yīng)和連鎖聚合等。高分子合成的基本方法02高分子合成反應(yīng)自由基聚合是高分子化學(xué)中一種重要的合成方法，利用自由基活性種引發(fā)聚合反應(yīng)。自由基聚合反應(yīng)具有鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的特點(diǎn)，反應(yīng)速度較快，但同時(shí)也會產(chǎn)生鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等副反應(yīng)。自由基聚合反應(yīng)過程中，單體在引發(fā)劑的作用下形成自由基活性種，然后這些自由基活性種與單體加成，形成高分子鏈。常見的自由基聚合反應(yīng)包括烯烴的自由基聚合、氯乙烯的自由基聚合等。自由基聚合離子聚合是另一種重要的高分子合成方法，通過離子活性種引發(fā)聚合反應(yīng)。離子聚合反應(yīng)具有反應(yīng)速度較慢、聚合溫度較高的特點(diǎn)，同時(shí)也會產(chǎn)生離子轉(zhuǎn)移和離子終止等副反應(yīng)。離子聚合在離子聚合中，單體在引發(fā)劑的作用下形成陽離子或陰離子活性種，然后這些離子活性種與單體發(fā)生加成反應(yīng)，形成高分子鏈。常見的離子聚合反應(yīng)包括苯乙烯的陽離子聚合、氯乙烯的陰離子聚合等。配位聚合01配位聚合是利用過渡金屬絡(luò)合物作為催化劑引發(fā)的高分子合成方法。02在配位聚合中，單體在催化劑的作用下發(fā)生配位反應(yīng)，形成過渡金屬絡(luò)合物，然后這些絡(luò)合物發(fā)生聚合反應(yīng)形成高分子鏈。03配位聚合具有高立構(gòu)規(guī)整性和可控聚合度的特點(diǎn)，可以合成高性能的高分子材料。04常見的配位聚合反應(yīng)包括丙烯的配位聚合、異戊二烯的配位聚合等。共聚合是高分子合成中一種重要的合成方法，通過將兩種或多種單體進(jìn)行共聚反應(yīng)合成高分子材料。在共聚合中，不同的單體在引發(fā)劑的作用下形成不同的自由基或離子活性種，然后這些活性種發(fā)生共聚反應(yīng)形成高分子鏈。共聚合可以調(diào)節(jié)高分子材料的性能，如硬度、柔韌性、耐熱性等，廣泛應(yīng)用于合成橡膠、塑料、涂料等領(lǐng)域。共聚合03高分子合成助劑引發(fā)劑是一種能引發(fā)聚合反應(yīng)的物質(zhì)，通常為有機(jī)過氧化物或偶氮化合物。引發(fā)劑定義引發(fā)劑在聚合反應(yīng)中起到引發(fā)和活化的作用，使單體分子活化，生成自由基，進(jìn)而發(fā)生鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)。引發(fā)劑作用過氧化二苯甲酰（BPO）、偶氮二異丁腈（AIBN）等。常見引發(fā)劑引發(fā)劑溶劑作用溶劑在聚合反應(yīng)中起到溶解和分散的作用，使高分子化合物在溶劑中充分溶解，形成均相溶液，便于聚合反應(yīng)的進(jìn)行。常見溶劑苯乙烯、氯仿、四氫呋喃等。溶劑定義溶劑是一種能溶解高分子化合物的物質(zhì)，通常為有機(jī)溶劑。溶劑乳化劑與分散劑定義01乳化劑和分散劑是兩種常用的助劑，用于改善聚合物的乳液穩(wěn)定性和分散性。乳化劑與分散劑作用02乳化劑能夠降低表面張力，使聚合物顆粒在水中形成穩(wěn)定的乳液；分散劑則能夠使聚合物顆粒在水中均勻分散，防止聚合物顆粒的聚集和沉淀。常見乳化劑與分散劑03十二烷基硫酸鈉、羧甲基纖維素鈉、磷酸鈉等。乳化劑與分散劑123終止劑和鏈轉(zhuǎn)移劑是兩種控制聚合反應(yīng)進(jìn)行的助劑。終止劑與鏈轉(zhuǎn)移劑定義終止劑能夠猝滅自由基，終止聚合反應(yīng)的進(jìn)行；鏈轉(zhuǎn)移劑則能夠?qū)⒒钚宰杂苫D(zhuǎn)移到其他物質(zhì)上，調(diào)節(jié)聚合物的分子量。終止劑與鏈轉(zhuǎn)移劑作用二甲基亞砜、甲醇、水等。常見終止劑與鏈轉(zhuǎn)移劑終止劑與鏈轉(zhuǎn)移劑04高分子合成新方法與新技術(shù)VS活性聚合是一種新型的高分子合成方法，其特點(diǎn)是在聚合過程中，聚合反應(yīng)的活性中心保持穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)精確控制聚合反應(yīng)的分子量和分子量分布。詳細(xì)描述活性聚合通過選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件和引發(fā)劑，使聚合反應(yīng)的活性中心保持穩(wěn)定，避免了傳統(tǒng)聚合方法中存在的鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等副反應(yīng)。因此，活性聚合能夠?qū)崿F(xiàn)高分子量、窄分子量分布的高分子合成，并且可以精確控制聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能?？偨Y(jié)詞活性聚合原子轉(zhuǎn)移自由基聚合是一種將自由基聚合與有機(jī)金屬催化相結(jié)合的高分子合成方法，通過使用過渡金屬催化劑和配體，實(shí)現(xiàn)高分子合成的可控性。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合利用了有機(jī)金屬催化的反應(yīng)機(jī)制，通過選擇適當(dāng)?shù)倪^渡金屬催化劑和配體，可以精確控制聚合反應(yīng)的活性種和生長鏈的化學(xué)性質(zhì)。這種方法可以實(shí)現(xiàn)高分子量、窄分子量分布的高分子合成，并且可以應(yīng)用于多種單體體系，包括乙烯基單體、苯乙烯類單體等?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合開環(huán)聚合開環(huán)聚合是一種特殊類型的高分子合成方法，通過開環(huán)反應(yīng)將環(huán)狀預(yù)聚物轉(zhuǎn)化為線型高分子?？偨Y(jié)詞開環(huán)聚合通常在高溫或催化劑的作用下進(jìn)行，通過打開環(huán)狀預(yù)聚物的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高分子鏈的增長。開環(huán)聚合的優(yōu)點(diǎn)在于可以合成具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的高分子材料，例如聚酯、聚醚等。此外，開環(huán)聚合還可以應(yīng)用于合成具有特定功能的高分子材料，例如具有光敏、熱敏等性質(zhì)的高分子材料。詳細(xì)描述總結(jié)詞模板聚合是一種基于模板導(dǎo)向的高分子合成方法，通過在特定模板上引發(fā)聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)高分子鏈的有序生長和排列。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述模板聚合利用了模板的限域作用和選擇性吸附性能，使聚合反應(yīng)在特定的空間位置進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)高分子鏈的有序生長和排列。這種方法可以合成具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的高分子材料，例如高取向度、高結(jié)晶度的聚合物薄膜等。此外，模板聚合還可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如制備生物相容性良好的高分子材料和藥物載體等。模板聚合05高分子合成反應(yīng)的工程基礎(chǔ)研究高分子合成過程中反應(yīng)速率的變化規(guī)律，包括反應(yīng)機(jī)理、速率方程、活化能等。聚合動力學(xué)根據(jù)聚合動力學(xué)研究結(jié)果，設(shè)計(jì)適宜的反應(yīng)器，以實(shí)現(xiàn)高分子合成的連續(xù)、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。反應(yīng)器設(shè)計(jì)聚合動力學(xué)與反應(yīng)器設(shè)計(jì)采用物理或化學(xué)方法將聚合物從反應(yīng)體系中分離出來，如沉降、過濾、離心、萃取等。對分離出的聚合物進(jìn)行純化處理，以