【掌握內容】
1聚合物的化學反應特徵及影響因素
2 重要的聚合物的相似轉變反應:纖維素、聚醋酸乙烯、離子交換樹脂
3 重要的聚合度變大的反應:橡膠硫化,過氧化物交聯,hips,abs,sbs
4重要的降解反應:pmma,pe,pp,pvc
【熟悉內容】
1. 功能高分子
2. 老化與防老化
【了解內容】
1. 其它的聚合物的反應
【教學難點】
1. 聚合物的化學反應特徵及影響因素
【教學目標】
1掌握機率效應、鄰近基團效應、相似轉變、聚合度變大的反應、聚合度變小的反應、解聚、老化等基本概念
2掌握聚合物的化學反應特徵及影響因素
3 掌握重要的降解反應型別
4能正確書寫重要的聚合物化學反應式:纖維素、聚醋酸乙烯、離子交換樹脂、過氧化物交聯,hips,abs,sbs
5.1 概述
5.2 反應特徵及影響因素
【教學內容】
5.1 概述
一. 聚合物反應的分類
二. 聚合物反應的意義
5.2 反應特徵及影響因素
5.2.1 聚合物的反應特徵
5.2.2 影響聚合物反應的因素
一. 物理因素
二. 化學因素
【授課時間】2學時
【教學重點】影響聚合物反應的因素;聚合物反應分類
【教學難點】影響聚合物反應的因素
【教學目標】
1 掌握聚合物反應分類
2 掌握影響聚合物反應的因素
3 掌握機率效應、鄰近基團效應、相似轉變、聚合度變大、聚合度變小的反應等概念
【教學手段】課堂講授
【教學過程】
5.1 概述
一.分類(根據聚合度變化)
1.相似轉變: mn不變,反應僅限於側基和端基製備新聚合物
2.聚合度變大反應: mn變大交聯,接枝,嵌段,擴鏈
3.聚合度變小反應: mn變小降解,解聚
二.意義
1.製備新聚合物
(1)利用相似轉變
2)利用聚合度變大反應
2.對聚合物使用過程中老化行為的保護與利用
(1)防老化:延長使用壽命
(2)利用老化:三廢處理,可自然降解聚合物(環保餐盒,可降解塑料)
3.理論研究:測定聚合物結構,高分子效應,機理研究
5.2 反應特徵及影響因素
5.2.1 聚合物的反應特徵
1 反應速率低
2 反應不完全
3 反應複雜,多種結果
ch2-ch
cnch2-chch2-chch2-ch-ch2-ch ch2-ch
cn conh co- nh-co cooh
(異鏈聚合物:在鏈上含有多種不重複的結構單元的聚合物)
基團轉化率 (pbd加氫加氫度,pva縮醛化縮醛度)
5.2.2 影響聚合物反應的因素
一. 物理因素
1. 擴散速度的影響
(1).結晶度
結晶區: 分子鏈排列規整,作用力大,小分子無法擴散
無定形區:t>tg: 鏈段活動性加強,利於擴散可在tg以上或溶脹時反應
t(2)交聯
輕度交聯:聚合物鏈段有一定柔韌性,易溶脹,可在內部反應
高度交聯: 聚合物鏈段有剛性,不易溶脹,只在表面反應
2. 區域性濃度的影響
(1)構象:緊密線團-只在外部反應, 疏鬆線團-可在內部反應
(2)溶解性
二.化學因素
1.機率效應:當聚合物相鄰基團作無規不可逆反應時,由於機率原因,分子鏈中往往有孤立基團未反應,從而使最高轉化率受到限制
2.鄰近基團效應:分子鏈上由於相鄰的基團的位阻作用、靜電作用、協同作用及參與作用均可使基團反應性發生改變
(1)立構規整性影響
(2)位阻效應
(3)鄰基參與
(4)靜電效應
【作業】p298-1,2
5.3 聚合物的相似轉變
5.4 功能高分子
【教學內容】
5.3 聚合物的相似轉變
5.3.1 聚合物的基團轉變反應
一纖維素的反應
二聚醋酸乙烯的反應
三鹵化反應
四芳香烴常見取代反應
5.3.2聚合物的鏈反應
5.3.3聚合物的立構轉變
5.4 功能高分子
【授課時間】2學時
【教學重點】聚合物的基團轉變反應
【教學難點】
【教學目標】
1 掌握纖維素的反應、聚醋酸乙烯的反應、鹵化反應、離子交換樹脂合成反應
2 能正確書寫主要的相似轉變反應式
【教學手段】課堂講授
【教學過程】
5.3.1 聚合物的基團轉變反應
一.纖維素的反應
1p(oh)3(天然纖維,不溶) 。。。。。再生纖維(粘膠纖維,人造棉)
2纖維素酯化
3纖維素醚化
二聚醋酸乙烯的反應
三.鹵化反應
1.天然橡膠
2.飽和烴聚合物
聚丙烯氯化
四.芳香烴常見取代反應
5.3.2聚合物的鏈反應
環化(聚丙烯腈熱解)
5.3.3聚合物的立構轉變
8. 4 功能高分子
一概述1.定義: 帶有特殊功能基的聚合物, 其中功能基承擔物理化學功能,而聚合物為該功能的承載體功能高分子
2. 種類
(1)按功能
化學功能高分子:高分子試劑(p294-表9-6)
高分子催化劑(p296-表9-7)
高分子載體(底物) (p297)
物理功能高分子:包括高分子導體, 高分子介電質,發光性高分子
(2)按作用機制: 反應型,光敏型,電活型,膜型(分離膜,半透膜),吸附型
3. 合成
(1)將化學基團通過反應引入到已有聚合物(常用聚苯乙烯)上
(2)將帶功能基的單體聚合
二高分子試劑(自學)
三高分子催化劑(自學)
四高分子載體(自學)
【作業】p298-4,6
5.5 聚合度變大的反應
5.6 聚合度變小的反應
5.7 老化與防老化
【教學內容】
5.5 聚合度變大的反應
5.5.1 交聯
5.5.2 接枝
5.5.3 嵌段
5.6 聚合度變小的反應
5.6.1 熱降解
5.6.2氧化降解
5.6.3化學降解
5.6.4其它降解
8.7 聚合物的老化與防老化
【教學重點】聚合度變大的主要方法;主要單體降解型別
【教學難點】
【教學目標】
1 掌握聚合度變大的主要方法及主要反應式
2 掌握主要單體降解型別
3 掌握老化與防老化概念
【教學手段】課堂講授
【教學過程】
5.5 聚合度變大的反應
5.5.1 交聯:線型或支鏈聚合物分子間以共價鍵結合成網狀分子反應
一. 二烯烴內橡膠的硫化
範圍: 天然橡膠,順丁橡膠,丁苯橡膠,丁腈橡膠
目的:使橡膠具有高彈性(避免分子間滑動而產生永久形變)
二.飽和烴類的有機過氧化物交聯(pe,pp,epr)
三.光(或輻射)交聯
5.5.2 接枝:在聚合物主鏈上接上結構,組成不同的支鏈的反應
一.接枝法:單體在高分子主鏈上的引發點上聚合長出支鏈
1.以聚合物為引發劑
2.通過聚合物的鏈轉移(例如hips,abs)
二.合成法
1.單體合成
2.大分子合成
5.5.3 嵌段
由兩種及以上單體主鏈組成主鏈大分子的過程
一.活性聚合(sbs,sisis等熱塑彈性體tpe)
二.多官能團自由基引發劑
三.力化學法
四.帶端基預聚體反應(例如:液體橡膠)
5.6 聚合度變小的反應---降解
影響因素: 熱,氧,光,水,化學試劑,機械力,超聲波,微生物
5.6.1 熱降解
一. 解聚
tc以上溫度,熱作用下,大分子鏈末端斷裂,生成自由基,而後按連鎖機理逐一脫除單體的反應
聚合物種類(主鏈上帶季碳原子):聚α-甲基苯乙烯,聚甲醛,聚四氟乙烯,pmma
二. 無規斷鏈
主鏈在熱作用下無規斷裂,分子量降低,但單體收率低
聚合物種類(主鏈上帶較多二級氫原子,易鏈轉移:pe(>290℃) pp(>230℃) pst
三. 取代基脫除
聚合物種類: pvc, pvac, pan, pvf
四. 聚合物結構與熱穩定性的關係
1. 主鏈上含季碳原子的聚合物易解聚
2. 主鏈上含叔碳原子的聚合物易無規斷裂
3. 主鏈上含c-雜原子的聚合物易斷裂,發生取代基脫除
4. 主鏈上引入芳環,剛性增強,熱穩定性增強
5.6.2氧化降解
5.6.3化學降解
5.6.4其它降解
8.7 聚合物的老化與防老化
一聚合物的老化
指聚合物在加工、貯存及使用過程中,其物理化學效能及力學效能發生不可逆壞變的現象。
熱、光、電、高能輻射和機械應力等物理因素以及氧化、酸鹼、水等化學作用,以及生物黴菌等都可導致聚合物的老化。
二聚合物的防老化
(1)改變聚合物結構
(2)正確選材
(3)新增助劑
(4)適當物理保護
【作業】p298-7,9,10
第五章聚合實施方法
1.簡要解釋下列名詞,並指出它們之間的異同點 1 本體聚合 氣相聚合 固相聚合 熔融縮聚 2 懸浮聚合 乳液聚合 介面縮聚 3 溶液聚合 淤漿聚合 均相聚合 沉澱聚合 答 1 不加任何其他介質 如溶劑 稀釋劑或分散介質 僅是單體在引發劑 熱 光或輻射作用下引發的聚合反應,稱做本體聚合。只用極少量稀釋...
第五章化學計算
初中化學計算大體包括四種型別 有關化學式的計算 有關化學方程式的計算 有關溶液的計算以及有關化學式 化學方程式 溶液的綜合計算。化學計算的四種型別大體有下列常見題型 一 有關化學式的計算 1.關於相對分子質量計算 已知化學式求相對分子質量 2.關於化合物中元素質量比的計算 根據化學式求元素質量比 已...
第五章材料激發化學
5.1 等離子體化學 固體物質的三種狀態液體 氣體在產生等離子體的放電空間存在 離子 電子 高度激發的分子和原子 進行等離子體化學 是指如何有效地運用這類化學反應的一門科學及其研究範疇。應用 乾法製造積體電路工藝 無機 有機材料的表面改性 薄膜的製備方法 5.1.1 等離子體 1.等離子體原理 氣體...