高分子化學(xué)與黏合劑第一章(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 ene) 聚乙烯 PAM (Poly acrylamide) 聚丙烯酰胺 PP (Poly propylene) 聚丙烯 PMA(Poly methacrylate) 聚丙烯酸甲酯 PTFE (Poly tetrafluoroethylene) 聚四氟乙烯 PMMA (Poly methyl methacrylate) 聚甲基丙烯酸甲酯 (有機(jī)玻璃 ) PS(polystyrene) 聚苯乙烯 PVA(Polyvinyl alcohol) 聚乙烯醇 PVC(polyvinyl chloride) 聚氯乙烯 PVAc （ Polyvinyl acetate） 聚醋酸乙烯酯 PAA (Poly acrylic acid) 聚丙烯酸 PA （ Polyamides) 尼龍（聚酰胺） III. 英文縮寫名 部分常見高分子化合物的英文縮寫名稱 四、高分子化合物的分類和命名 高分子化學(xué) 31 IV. IUPAC系統(tǒng) 命名法 (1) 確定重復(fù)結(jié)構(gòu)單元； (2) 按規(guī)定排出重復(fù)結(jié)構(gòu)單元中的次級單元 （ subunit，即取代基） 順序： 對乙烯基聚合物，先寫有取代基的部分；連接原子最少的次級單元寫在前面； (3) 給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名： 按小分子有機(jī)化合物的 IUPAC命名規(guī)則給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元命名 ； (4) 給重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的命名加括弧，并冠以前綴“聚” 。 括弧必不可少！ 四、高分子化合物的分類和命名 32 聚合反應(yīng)的分類 按單體和聚合物的組成結(jié)構(gòu)變化分類 按聚合機(jī)理分類 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng) 逐步聚合 連鎖聚合 或按反應(yīng)過程中有無小分子生成分類 聚合反應(yīng)： 由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)。 除極少數(shù)無機(jī)低分子如水、氨、硫化鈉、硫等可以參與某些聚合反應(yīng)外，絕大多數(shù)高分子化合物的單體都是有機(jī)物。 自由基聚合 陽離子聚合 陰離子聚合 配位離子聚合 五、 聚合反應(yīng)的分類 33 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng) 單體經(jīng)多次縮合聚合的反應(yīng) 烯類單體的加成聚合 按單體和聚合物的組成結(jié)構(gòu)變化分類 34 五、聚合反應(yīng)的分類 單體加成而聚合起來的反應(yīng)稱為加聚反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物稱為 加聚物。其主要特征是： ?加聚反應(yīng)往往是 烯類單體 ?鍵加成的聚合反應(yīng) ，無官能團(tuán)結(jié)構(gòu)特征，多是碳鏈聚合物； ?加聚物的元素組成與其單體相同，僅電子結(jié)構(gòu)有所改變； ?加聚物相對分子質(zhì)量是單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍。 35 五、聚合反應(yīng)的分類 縮聚反應(yīng) 是縮合反應(yīng)多次重復(fù)結(jié)果形成聚合物的過程；兼有 縮合出低分子和聚合成高分子 的雙重含義； 反應(yīng)產(chǎn)物稱為 縮聚物 。 其特征是： ?縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)間的聚合反應(yīng)； ?反應(yīng)中有低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生，如水、醇、胺等； ?縮聚物中往往留有官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征 ,如 OCO NHCO，故大部分縮聚物都是雜鏈聚合物； ?縮聚物的 結(jié)構(gòu)單元比其單體少若干原子 ，故相對分子質(zhì)量不再是單體相對分子質(zhì)量的整數(shù)倍。 36 按反應(yīng)機(jī)理分類 活性中心引發(fā)單體，迅速 連鎖增長 。 連鎖聚合 自由基聚合 陽離子聚合 陰離子聚合 配位聚合 活性中心不同 逐步聚合 低分子單體轉(zhuǎn)變成高分子的過程中反應(yīng)是逐步進(jìn)行的 。 無活性中心 ， 單體中不同官能團(tuán)間相互反應(yīng)而 逐步增長 。 大部分縮聚反應(yīng)是典型的逐步聚合反應(yīng)。 37 第二種：按反應(yīng)機(jī)理分類 也稱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，反應(yīng)需要活性中心。 反應(yīng)中一旦形成單體活性中心，就能很快自動地傳遞下去，瞬間形成高分子。 平均每個大分子的生成時間很短（零點幾秒到幾秒），所以，聚合物的相對分子質(zhì)量與時間關(guān)系不大。 連鎖聚合反應(yīng)的特征： 連鎖聚合反應(yīng) （ Chain Polymerization） ? 聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止幾步基元反應(yīng)組成，各步反應(yīng)速率和活化能差別很大； ? 反應(yīng)體系中只存在單體、聚合物和微量引發(fā)劑； ? 進(jìn)行連鎖聚合反應(yīng)的單體主要是烯類、二烯類化合物； ? 根據(jù)活性中心不同， 連鎖聚合反應(yīng)又分為： 五、聚合反應(yīng)的分類 38 自由基聚合：活性中心為自由基 陽離子聚合：活性中心為陽離子 陰離子聚合：活性中心為陰離子 配位離子聚合：活性中心為配位離子 連鎖聚合反應(yīng)又分為： 逐步聚合（ Step Polymerization） 是指在反應(yīng)中，聚合物鏈?zhǔn)怯审w系中所有聚合度分子之間通過縮合或加成反應(yīng)生成的。其中通過縮合反應(yīng)生成聚合物鏈的稱 縮合聚合反應(yīng)（ Polycondensation） ，簡稱 縮聚反應(yīng) ；如果聚合物鏈?zhǔn)峭ㄟ^加成反應(yīng)生成的稱 逐步加成聚合反應(yīng)（ Polyaddition） . 五、聚合反應(yīng)的分類 39 逐步聚合反應(yīng)是指單體聚合成聚合物是逐步進(jìn)行的。反應(yīng)初期，單體很快消失，變成二聚體、三聚體等低聚體。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，聚合物的相對分子質(zhì)量逐步增加，經(jīng)過一段時間后形成聚合物大分子。形成大分子的時間幾乎是聚合反應(yīng)所需的時間。 逐步聚合反應(yīng)和連鎖聚合反應(yīng)不同，沒有特定的反應(yīng)活性中心，每個單體的官能團(tuán)都是活性中心，且具有相同反應(yīng)活性。 縮聚反應(yīng)兼有縮去小分子和同時聚合為高聚物的兩重含義。逐步加聚反應(yīng)沒有小分子縮出，但聚合物的相對分子質(zhì)量是隨時間的延長逐步增加的，聚合物的結(jié)構(gòu)酷似縮聚物。 五、聚合反應(yīng)的分類 40 第二節(jié) 聚合物的結(jié)構(gòu) 41 ? 聚合物性能 (可塑性、高彈性、成纖性、成膜性、粘合性 )與高分子鏈結(jié)構(gòu)有關(guān) 一、 高分子鏈結(jié)構(gòu) 包括 結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成 、結(jié)構(gòu)單元相互鍵接的 序列結(jié)構(gòu) 、結(jié)構(gòu)單元在空間排布的 立體構(gòu)型等。 42 （一）結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成 ? 1)碳鏈聚合物 分子鏈全部由碳原子以共價鍵相連接而組成，多由加聚反應(yīng)制得 ? 2)雜鏈高分子 分子主鏈上除碳原子以外，還含有氧、氮、硫等二種或二種以上的原子并以共價鍵相連接而成。由縮聚反應(yīng)和開環(huán)聚合反應(yīng)制得 ? 3)元素有機(jī)高分子 主鏈不含碳原子，而由硅、磷、硼、鈦、氧等元素以共價鍵結(jié)合而成的高分子 43 柔性與鏈段 ? 高分子鏈能以不同程度卷曲的特性稱為柔性 ? 柔性的根本原因是高分子鏈能夠繞單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn) 44 柔性與鏈段 ? 高分子鏈中任何一個單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)必須牽動前后的鏈節(jié)，這受到牽動的若干鏈節(jié)組成部分可以看作是主鏈上能夠獨立運動的小單元 ? 高分子鏈上能夠獨立運動的最小單元 , 即鏈段 ? 鏈段長短可以表征分子柔性的大小 ? 每個大分子中所含的這種獨立運動的小單元越多，鏈段長度越短，分子柔性越好 45 主鏈結(jié)構(gòu)對柔性的影響 ? (1)柔性： Si — O ＞ C— O ＞ C— C ? (2)主鏈上含有非共軛雙鍵的高聚物柔性較好 ? (3)主鏈上含有芳環(huán)、雜環(huán)：剛性高 ? (4)主鏈上含有共軛雙鍵的，非常剛硬 46 主鏈相同的高聚物 ,取代基對柔性有影響 ? 1)取代基極性 : 極性大，相互作用力大，分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)受阻，柔性變差 例 :PAN, PVC, PP ? 2)取代基體積 : 體積大，位阻大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)難，柔性差 例 :PP， PS 47 ?