高分子化學(xué)課件第三章自由基聚合

自由基聚合,aclicktounlimitedpossibilitesYOURLOGO匯報(bào)人：目錄CONTENTS01單擊輸入目錄標(biāo)題02自由基聚合的原理03自由基聚合的單體04自由基聚合的引發(fā)劑05自由基聚合的催化劑06自由基聚合的實(shí)驗(yàn)操作添加章節(jié)標(biāo)題PART01自由基聚合的原理PART02自由基聚合的定義自由基聚合是一種化學(xué)反應(yīng)，其中自由基作為反應(yīng)的活性中間體。自由基聚合通常在溶液中進(jìn)行，但也可以在氣相中進(jìn)行。自由基聚合的反應(yīng)速率通常比離子聚合快，但產(chǎn)物的分子量分布較寬。自由基聚合的產(chǎn)物通常是高分子量聚合物，具有多種應(yīng)用。自由基聚合的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理自由基聚合反應(yīng)：通過(guò)自由基引發(fā)劑產(chǎn)生自由基，自由基再發(fā)生鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，形成聚合物自由基引發(fā)劑：如過(guò)氧化物、偶氮化合物等，能夠產(chǎn)生自由基鏈增長(zhǎng)反應(yīng)：自由基與單體發(fā)生反應(yīng)，生成新的自由基和聚合物終止反應(yīng)：自由基與單體或聚合物發(fā)生反應(yīng)，終止鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，形成聚合物自由基聚合的分類自由基聚合反應(yīng)條件：溫度、壓力、催化劑自由基聚合反應(yīng)產(chǎn)物：聚合物、副產(chǎn)物、催化劑自由基聚合反應(yīng)類型：鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止自由基聚合反應(yīng)機(jī)理：鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止自由基聚合的特點(diǎn)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題反應(yīng)條件溫和：自由基聚合反應(yīng)條件溫和，不需要高溫高壓等苛刻條件。反應(yīng)速度快：自由基聚合反應(yīng)速度快，可以在短時(shí)間內(nèi)完成聚合反應(yīng)。產(chǎn)物分子量可控：自由基聚合反應(yīng)可以通過(guò)控制反應(yīng)條件，控制產(chǎn)物的分子量。產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多樣：自由基聚合反應(yīng)可以生成多種結(jié)構(gòu)的聚合物，具有廣泛的應(yīng)用前景。自由基聚合的單體PART03單體的種類乙烯：最常見(jiàn)的自由基聚合單體，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠等領(lǐng)域丙烯：另一種常見(jiàn)的自由基聚合單體，廣泛應(yīng)用于塑料、涂料等領(lǐng)域苯乙烯：廣泛應(yīng)用于合成樹(shù)脂、涂料等領(lǐng)域甲基丙烯酸甲酯：廣泛應(yīng)用于合成樹(shù)脂、涂料等領(lǐng)域丙烯腈：廣泛應(yīng)用于合成樹(shù)脂、涂料等領(lǐng)域氯乙烯：廣泛應(yīng)用于合成樹(shù)脂、涂料等領(lǐng)域單體的選擇標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)穩(wěn)定性：?jiǎn)误w應(yīng)具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，以避免在聚合過(guò)程中發(fā)生分解或聚合物降解。反應(yīng)活性：?jiǎn)误w應(yīng)具有適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)活性，以實(shí)現(xiàn)有效的自由基聚合。聚合物性能：?jiǎn)误w的選擇應(yīng)考慮聚合物的最終性能，如力學(xué)性能、熱性能、電性能等。經(jīng)濟(jì)性：?jiǎn)误w的選擇應(yīng)考慮其成本和可用性，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的自由基聚合過(guò)程。單體的合成方法自由基聚合：通過(guò)自由基引發(fā)劑引發(fā)單體聚合單體合成：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成單體單體純化：通過(guò)分離純化技術(shù)得到純單體單體檢測(cè)：通過(guò)檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)單體的純度和質(zhì)量單體的市場(chǎng)應(yīng)用塑料工業(yè)：用于生產(chǎn)聚乙烯、聚丙烯等塑料制品橡膠工業(yè)：用于生產(chǎn)合成橡膠，如丁腈橡膠、氯丁橡膠等涂料工業(yè)：用于生產(chǎn)涂料，如丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等粘合劑工業(yè)：用于生產(chǎn)粘合劑，如環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑、聚氨酯粘合劑等纖維工業(yè)：用于生產(chǎn)合成纖維，如聚酯纖維、聚丙烯腈纖維等醫(yī)藥工業(yè)：用于生產(chǎn)藥物，如抗生素、激素等自由基聚合的引發(fā)劑PART04引發(fā)劑的種類氧化還原引發(fā)劑：通過(guò)氧化還原反應(yīng)引發(fā)聚合反應(yīng)離子引發(fā)劑：通過(guò)離子交換反應(yīng)引發(fā)聚合反應(yīng)光引發(fā)劑：在光照條件下引發(fā)聚合反應(yīng)熱引發(fā)劑：在加熱條件下引發(fā)聚合反應(yīng)引發(fā)劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)引發(fā)劑的毒性：選擇毒性較低的引發(fā)劑，以降低對(duì)環(huán)境和人體的危害引發(fā)劑的活性：選擇活性較高的引發(fā)劑，以提高聚合反應(yīng)速率引發(fā)劑的穩(wěn)定性：選擇穩(wěn)定性較好的引發(fā)劑，以減少儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中的損失引發(fā)劑的價(jià)格：選擇價(jià)格較低的引發(fā)劑，以降低生產(chǎn)成本引發(fā)劑的合成方法復(fù)合引發(fā)劑：通過(guò)多種反應(yīng)合成光引發(fā)劑：通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)合成熱引發(fā)劑：通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)合成自由基引發(fā)劑：通過(guò)自由基反應(yīng)合成離子引發(fā)劑：通過(guò)離子反應(yīng)合成引發(fā)劑的應(yīng)用引發(fā)劑在自由基聚合中的作用：引發(fā)聚合反應(yīng)，控制聚合速率和聚合度引發(fā)劑的分類：光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑、氧化還原引發(fā)劑等引發(fā)劑的選擇：根據(jù)聚合物的性質(zhì)和用途選擇合適的引發(fā)劑引發(fā)劑的應(yīng)用領(lǐng)域：高分子材料、涂料、粘合劑、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域自由基聚合的催化劑PART05催化劑的種類光催化劑：如TiO2、ZnO等熱催化劑：如FeCl3、CuCl等自由基引發(fā)劑：如AIBN、BPO等離子引發(fā)劑：如Na2S2O8、K2S2O8等復(fù)合催化劑：如FeCl3/TiO2、CuCl/ZnO等催化劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)活性：催化劑的活性越高，反應(yīng)速度越快穩(wěn)定性：催化劑的穩(wěn)定性越高，反應(yīng)越不容易受到干擾反應(yīng)條件：催化劑需要在特定的反應(yīng)條件下才能發(fā)揮作用產(chǎn)物選擇性：催化劑的選擇會(huì)影響產(chǎn)物的種類和數(shù)量催化劑的合成方法自由基聚合催化劑的種類：包括光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑、氧化還原引發(fā)劑等光引發(fā)劑的合成方法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成，如苯甲酰氯與苯基丙酮反應(yīng)生成苯甲酰苯丙酮熱引發(fā)劑的合成方法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成，如過(guò)氧化氫與苯甲酰氯反應(yīng)生成苯甲酰過(guò)氧化氫氧化還原引發(fā)劑的合成方法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成，如過(guò)氧化氫與苯甲酰氯反應(yīng)生成苯甲酰過(guò)氧化氫催化劑的應(yīng)用自由基聚合的催化劑可以加速聚合反應(yīng)的進(jìn)行催化劑可以提高聚合物的分子量，改善聚合物的性能催化劑可以控制聚合物的分子結(jié)構(gòu)，使其具有特定的性能催化劑可以降低聚合反應(yīng)的溫度，減少能耗和污染自由基聚合的實(shí)驗(yàn)操作PART06實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：自由基引發(fā)劑、單體、溶劑等實(shí)驗(yàn)設(shè)備：反應(yīng)器、攪拌器、溫度計(jì)等實(shí)驗(yàn)環(huán)境：無(wú)塵、無(wú)菌、無(wú)氧等實(shí)驗(yàn)安全：穿戴防護(hù)服、手套、口罩等，確保實(shí)驗(yàn)安全聚合反應(yīng)的操作步驟準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：包括自由基引發(fā)劑、單體、溶劑等配制反應(yīng)溶液：將自由基引發(fā)劑、單體、溶劑等按比例混合加熱反應(yīng)：將反應(yīng)溶液加熱至一定溫度，使自由基引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基觀察反應(yīng)：觀察反應(yīng)過(guò)程中溶液的顏色、粘度等變化，判斷反應(yīng)是否進(jìn)行終止反應(yīng)：當(dāng)反應(yīng)達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，加入終止劑終止反應(yīng)分離產(chǎn)物：將反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)溶液中分離出來(lái)，進(jìn)行后續(xù)處理和測(cè)試聚合產(chǎn)物的表征方法紅外光譜法：通過(guò)紅外光譜分析聚合物的結(jié)構(gòu)核磁共振法：通過(guò)核磁共振分析聚合物的分子結(jié)構(gòu)和分子量質(zhì)譜法：通過(guò)質(zhì)譜分析聚合物的分子量和分子結(jié)構(gòu)熱重分析法：通過(guò)熱重分析測(cè)定聚合物的熱穩(wěn)定性和熱分解溫度凝膠滲透色譜法：通過(guò)凝膠滲透色譜法測(cè)定聚合物的分子量和分子量分布掃描電子顯微鏡法：通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察聚合物的微觀結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)穿戴防護(hù)裝備：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須穿戴防護(hù)服、手套、口罩等防護(hù)裝備。實(shí)驗(yàn)環(huán)境：實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)良好的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，避免在密閉空間內(nèi)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，避免隨意操作。實(shí)驗(yàn)廢棄物處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將廢棄物妥善處理，避免污染環(huán)境。自由基聚合的應(yīng)用和發(fā)展前景PART07自由基聚合在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用合成高分子材料：如聚丙烯、聚乙烯等合成有機(jī)硅材料：如硅橡膠、硅樹(shù)脂等合成特種材料：如氟橡膠、聚酰亞胺等合成生物降解材料：如聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯等合成功能材料：如導(dǎo)電聚合物、光敏聚合物等合成藥物：如抗生素、抗腫瘤藥物等自由基聚合在新材料開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用自由基聚合在新型高分子材料中的應(yīng)用自由基聚合在生物降解材料中的應(yīng)用自由基聚合在智能材料中的應(yīng)用自由基聚合在環(huán)保材料中的應(yīng)用自由基聚合的發(fā)展趨勢(shì)和前景應(yīng)用領(lǐng)域：自由基聚合在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等