第二十二章合成高分子化合物课件.ppt

1、 高分子化合物的基本概念；高分子化合物的基本概念；高分子的结构和性能的关系；高分子的结构和性能的关系；合成高分子化合物的基本反应合成高分子化合物的基本反应；了解高分子化合物的应用。了解高分子化合物的应用。高分子化合物的基本概念；高分子化合物的基本概念；链式缩合和逐步缩合及其特点。链式缩合和逐步缩合及其特点。1 高分子化合物的涵义高分子化合物的涵义 v现在高分子一词，一般是指合成有机高分子，天然存现在高分子一词，一般是指合成有机高分子，天然存在的高分子，则特称为天然高分子。在的高分子，则特称为天然高分子。v高分子化合物，是相对分子质量几千到几十万甚至上百高分子化合物，是相对分子质量几千到几十万甚

2、至上百万的化合物，所含的原子数一般在几万以上。万的化合物，所含的原子数一般在几万以上。v高分子化合物在自然界中大量存在：生物界中的淀粉、纤高分子化合物在自然界中大量存在：生物界中的淀粉、纤维素、蛋白质、核酸，非生物界的石英、金刚石等维素、蛋白质、核酸，非生物界的石英、金刚石等。n这些原子都是以这些原子都是以共价键共价键结合起来的。结合起来的。n由于相对分子质量大，使高分子具有许多由于相对分子质量大，使高分子具有许多优良性能优良性能：较好：较好的机械强度、绝缘性、耐腐蚀性、可塑性和高弹性等。的机械强度、绝缘性、耐腐蚀性、可塑性和高弹性等。nCH2 CHCl聚合ClClCH2 CH CH2 CH2

3、 高分子的化学组成高分子的化学组成 单体单体链节链节v分子量虽然都很大，但化学组成大都比较简单，由许多分子量虽然都很大，但化学组成大都比较简单，由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成。n因此高分子也称为因此高分子也称为高聚物高聚物或或聚合物聚合物。r可简写为：可简写为：()CH2 CHnCl聚合度聚合度v合成聚合物的起始原料称为合成聚合物的起始原料称为单体单体，在大分子链中出现的，在大分子链中出现的以单体结构为基础的结构单元称为以单体结构为基础的结构单元称为链节链节。n链节的数目为链节的数目为聚合度聚合度，是衡量高分子大小的一个指标。，

4、是衡量高分子大小的一个指标。v由一种单体聚合而成的高聚物称为由一种单体聚合而成的高聚物称为均聚物均聚物，如聚氯乙烯、，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。聚乙烯、聚苯乙烯等。v由两种以上单体聚合而成的高聚物称为由两种以上单体聚合而成的高聚物称为共聚物共聚物：n乙丙橡胶是乙烯和丙烯的共聚物。乙丙橡胶是乙烯和丙烯的共聚物。nABS树脂是丙烯腈树脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯苯乙烯(Styrene)的共聚物。的共聚物。rABS树脂综合性能优良，常用作工程塑料。树脂综合性能优良，常用作工程塑料。v分子量大是高分子的根本性质，高分子的许多特殊性质分子量

5、大是高分子的根本性质，高分子的许多特殊性质都与分子量大有关。都与分子量大有关。3 高分子的基本特征高分子的基本特征 n难溶甚至不溶，只有液态和固态，具有一定的力学强度等。难溶甚至不溶，只有液态和固态，具有一定的力学强度等。n高分子与低分子并无明确界限，一般高分子的分子量在高分子与低分子并无明确界限，一般高分子的分子量在 104106范围，甚至可高达范围，甚至可高达106以上。以上。v高分子的分子量具有高分子的分子量具有多分散性多分散性：分子量不均一的特性。：分子量不均一的特性。n注意：一般测得的高分子的分子量都是平均分子量，聚注意：一般测得的高分子的分子量都是平均分子量，聚合物的平均分子量相同

6、，但分散性不一定相同。合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同。n对性能的影响，一般说来，分散性越大，性能越差。对性能的影响，一般说来，分散性越大，性能越差。v根据材料的性能和用途分类：根据材料的性能和用途分类：4 高分子的分类高分子的分类 n塑料、橡胶、纤维产量最大，与国民经济和人民生活关塑料、橡胶、纤维产量最大，与国民经济和人民生活关系密切，称为系密切，称为“三大合成材料三大合成材料”。n涂料，涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料。涂料，涂布于物体表面能结成坚韧保护膜的涂装材料。n胶粘剂，具有良好的粘合性能，可将两种相同或不相同胶粘剂，具有良好的粘合性能，可将两种相同或不相同的物体粘接

7、在一起的连接材料。的物体粘接在一起的连接材料。n功能高分子，在高分子主链和侧枝上带有反应性功能基功能高分子，在高分子主链和侧枝上带有反应性功能基团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性。团，并具有可逆或不可逆的物理功能或化学活性。n碳链高分子，主链完全由碳原子组成，绝大部分烯类、碳链高分子，主链完全由碳原子组成，绝大部分烯类、二烯类聚合物属于这一类。二烯类聚合物属于这一类。聚氯乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚苯乙烯v按主链元素组成分类按主链元素组成分类：()CH2 CHnCl()CH2 CHn()CH2 CH2n聚乙烯聚乙烯n杂链高分子，主链除碳原子外，还有氧、硫、氮等杂原子。杂链高分子，主链除碳原子

8、外，还有氧、硫、氮等杂原子。聚酰胺聚酰胺聚酯聚酯n元素有机高分子，主链由硅、硼、铝和氧、硫、氮等元元素有机高分子，主链由硅、硼、铝和氧、硫、氮等元素组成，侧链一般为有机基团甲基或乙基。素组成，侧链一般为有机基团甲基或乙基。()Si OCH3nCH3n无机高分子，主链和侧链均由碳以外的元素组成。无机高分子，主链和侧链均由碳以外的元素组成。()P NClCln聚硅氧烷聚硅氧烷耐火橡胶耐火橡胶()nC R C OROOO()C R C NHRNHnOO5 高分子化合物的命名高分子化合物的命名 v高分子化合物的系统命名法，严谨、确切，对天然和合高分子化合物的系统命名法，严谨、确切，对天然和合成高分子都

9、适用。成高分子都适用。n但方法繁琐，在一般场合下较少使用。但方法繁琐，在一般场合下较少使用。v以单体名称为基础，在前面加以单体名称为基础，在前面加“聚聚”字：字：v取单体简名，在后面加取单体简名，在后面加“树脂树脂”、“橡胶橡胶”二二字：字：v以高分子链的结构特征命名：以高分子链的结构特征命名：C NHOC OONH C OOO聚酰胺聚酰胺聚酯聚酯聚氨酯聚氨酯聚醚聚醚1 高分子的基本结构高分子的基本结构 v线形高分子：其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，线形高分子：其长链可能比较伸展，也可能卷曲成团，取决于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团。取决于链的柔顺性和外部条件，一般为无规线团。n以上

10、两种结构，可溶解在适当溶剂中，加热可以熔融。以上两种结构，可溶解在适当溶剂中，加热可以熔融。v支链高分子：线形高分子上带有侧枝，侧枝的长短和数支链高分子：线形高分子上带有侧枝，侧枝的长短和数量可不同。量可不同。n交联程度浅的，受热可软化；交联程度深的，既不溶交联程度浅的，受热可软化；交联程度深的，既不溶解也不熔融。解也不熔融。v体形高分子：可看成是线形或支链形大分子间以化学体形高分子：可看成是线形或支链形大分子间以化学键交联而成，许多大分子键合成一个整体。键交联而成，许多大分子键合成一个整体。2 高分子的聚集状态高分子的聚集状态 v高分子的聚集态结构，是指高聚物材料整体的内部结构，高分子的聚集

11、态结构，是指高聚物材料整体的内部结构，即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。即高分子链与链之间的排列和堆砌结构。n主要有晶态结构、非晶态结构、液晶态结构。主要有晶态结构、非晶态结构、液晶态结构。v晶态结构：高聚物可以高度结晶，但不能达到晶态结构：高聚物可以高度结晶，但不能达到100，即结晶高聚物可处于晶态和非晶态两相共存的状态。即结晶高聚物可处于晶态和非晶态两相共存的状态。n结晶熔融温度结晶熔融温度Tm，是结晶高聚物的主要热转变温度。，是结晶高聚物的主要热转变温度。n内部分子排列很有规律，分子间作用力较大。内部分子排列很有规律，分子间作用力较大。n耐热性和机械强度都比非晶相高，熔限较窄。耐热性和

12、机械强度都比非晶相高，熔限较窄。v非晶态结构：高聚物可以是完全的非晶态，非晶态高聚非晶态结构：高聚物可以是完全的非晶态，非晶态高聚物的分子链处于无规线团状态。物的分子链处于无规线团状态。n非晶态高分子没有熔点，在形变非晶态高分子没有熔点，在形变-温度曲线上有一转折点。温度曲线上有一转折点。形变形变温度温度TgTfTxTd玻璃态玻璃态高弹态高弹态粘流态粘流态rTx：脆化点，：脆化点，Tg：玻璃化温度，：玻璃化温度，Tf：粘流温度。：粘流温度。v玻璃态和高弹态的转化温度玻璃态和高弹态的转化温度Tg，高弹态和粘流态的转化，高弹态和粘流态的转化温度温度Tf，是高分子材料的重要指标。，是高分子材料的重要

13、指标。v交连结构的高聚物，因分子间有大量交连，只能有玻交连结构的高聚物，因分子间有大量交连，只能有玻璃态这一种物理状态。璃态这一种物理状态。v要了解高分子的基本性能，必须从高聚物的组成、分要了解高分子的基本性能，必须从高聚物的组成、分子结构、聚集状态等几方面去分析。子结构、聚集状态等几方面去分析。n塑料是在室温下处于玻璃态的高分子材料，橡胶是在塑料是在室温下处于玻璃态的高分子材料，橡胶是在室温下处于高弹态的高分子材料。室温下处于高弹态的高分子材料。n合成纤维则必须是线形高分子材料。合成纤维则必须是线形高分子材料。v低分子单体合成高分子的反应称为聚合反应。低分子单体合成高分子的反应称为聚合反应。

14、v根据单体和聚合物在组成和结构上发生的变化，可分为根据单体和聚合物在组成和结构上发生的变化，可分为加聚反应加聚反应和和缩聚反应缩聚反应。v根据聚合机理或动力学，可把聚合反应分为根据聚合机理或动力学，可把聚合反应分为链式聚合链式聚合和和逐步聚合逐步聚合两类。两类。n加聚反应产物的化学组成和单体相同，缩聚反应产物的加聚反应产物的化学组成和单体相同，缩聚反应产物的化学组成和单体不同。化学组成和单体不同。n大多数加聚反应属于链式聚合，大多数缩聚反应属于大多数加聚反应属于链式聚合，大多数缩聚反应属于逐步聚合。逐步聚合。1 链式聚合反应链式聚合反应 v链式聚合反应需要活性中心，反应中一旦形成单体活性链式聚

15、合反应需要活性中心，反应中一旦形成单体活性中心，就能很快传递下去，瞬间形成高分子。中心，就能很快传递下去，瞬间形成高分子。聚氯乙烯聚氯乙烯 n聚合过程由链引发、链增长和链终止三个阶段组成。聚合过程由链引发、链增长和链终止三个阶段组成。n链式聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物。链式聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物。v由一种单体聚合的反应称为由一种单体聚合的反应称为均聚反应均聚反应。nCH2 CHCl()CH2 CHnClv两种以上单体共同聚合的反应，称为两种以上单体共同聚合的反应，称为共聚反应共聚反应。n如苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的聚合。如苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的聚合。v根据活性中心不同

16、，链式聚合反应可分为自由基聚合、根据活性中心不同，链式聚合反应可分为自由基聚合、离子型聚合和配位聚合。离子型聚合和配位聚合。CH2 CHCH2 CCH3COOCH3+CH2CHCH2CCH3COOCH3v链式聚合的特点：链式聚合的特点：n聚合反应发生在不饱和键上，所用的单体是带有不饱和聚合反应发生在不饱和键上，所用的单体是带有不饱和键的化合物。键的化合物。n是通过一连串的单体分子间的互相加成来完成的。是通过一连串的单体分子间的互相加成来完成的。n反应过程中没有小分子生成，聚合物化学组成和单体反应过程中没有小分子生成，聚合物化学组成和单体相同。相同。r反应一旦发生，就以链式反应方式很快进行下去得

17、到高反应一旦发生，就以链式反应方式很快进行下去得到高分子。分子。(1)自由基聚合自由基聚合单体自由基单体自由基 v是单体在引发剂或光、热等的激发下，转化为自由基而是单体在引发剂或光、热等的激发下，转化为自由基而引发的聚合反应。引发的聚合反应。n链引发：链引发：v氯乙烯的聚合反应：氯乙烯的聚合反应：R Ror h 2R(引发剂)CH2 CHClR+RCH2CHCln链增长：链增长：CH2 CHClRCH2CHClRCH2CH CH2CHClClCH2 CHClCH2 CHClRCH2CH CH2CH CH2CHClClCln链终止：链终止：+CH2CHClCHCH2ClCH2CH CHCH2Cl

18、Cl+CHCH2ClCH2CHCl+CH2CH2ClClCH CHv自由基反应的引发剂，是不稳定、易分解为自由基的化自由基反应的引发剂，是不稳定、易分解为自由基的化合物，常用的有过氧化物、偶氮化合物等。合物，常用的有过氧化物、偶氮化合物等。+2CO22CO OCOO2COO+N2(CH3)2C N N C(CH3)2CNCN2(CH3)2C CN过氧化二苯甲酰过氧化二苯甲酰偶氮二异丁腈偶氮二异丁腈(2)离子型聚合离子型聚合 v离子型聚合反应与自由基聚合反应过程基本相似，不同离子型聚合反应与自由基聚合反应过程基本相似，不同的是反应的活性中心是离子。的是反应的活性中心是离子。n根据离子的电荷性质，

19、可分为正离子聚合和负离子聚合。根据离子的电荷性质，可分为正离子聚合和负离子聚合。n到目前为止，对正离子聚合的认识还不很深入。到目前为止，对正离子聚合的认识还不很深入。r原因：正离子活性很高，极易发生各种副反应，很难获原因：正离子活性很高，极易发生各种副反应，很难获得高分子量的聚合物。得高分子量的聚合物。r碳正离子易发生和碱性物质的结合、转移、异构化等碳正离子易发生和碱性物质的结合、转移、异构化等副反应。副反应。v正离子聚合：单体为具有供电子取代基的烯类，引发剂正离子聚合：单体为具有供电子取代基的烯类，引发剂为亲电试剂。为亲电试剂。n目前采用正离子聚合并工业化的产品只有丁基橡胶。目前采用正离子聚

20、合并工业化的产品只有丁基橡胶。CH2CHR+H+CH CHR链引发链引发 链增长链增长链终止链终止CH2 CHRA+CH2 CHRACH2CHR+v负离子聚合：单体为具有吸电子取代基的烯类。负离子聚合：单体为具有吸电子取代基的烯类。n亲核试剂能引发负离子聚合。亲核试剂能引发负离子聚合。n碱金属碱金属Li、Na、K也能引发负离子聚合。原因：外层也能引发负离子聚合。原因：外层只有一个价电子，容易转移给单体，生成负离子。只有一个价电子，容易转移给单体，生成负离子。CH2CHXH+CH2 CH2R链引发链引发 链增长链增长链终止链终止CH2 CHXNH2+CH2 CHXNH2CH2CHX(3)配位聚合

21、配位聚合v烯类单体的碳烯类单体的碳-碳双键，在过渡金属引发剂活性中心上进碳双键，在过渡金属引发剂活性中心上进行配位、活化，随后进行链增长的过程。行配位、活化，随后进行链增长的过程。r反应产物是没有支链的线形结构高分子。反应产物是没有支链的线形结构高分子。r能控制分子结构的空间构型，形成立构规整性的高聚物，能控制分子结构的空间构型，形成立构规整性的高聚物，称称定向聚合反应定向聚合反应。n链增长过程的本质，是单体对增长链端络合物的链增长过程的本质，是单体对增长链端络合物的插入反应插入反应。n配位聚合具有两个突出的优点：配位聚合具有两个突出的优点：v著名的著名的Ziegler-Natta催化剂，就是

22、金属有机络合物催催化剂，就是金属有机络合物催化剂。化剂。v乙烯在乙烯在Et3Al-TiCl4催化下的聚合：催化下的聚合：CH2 CH2EtTiClClClClCH2 CH2TiEtClClClClCH2 CH2TiEtClClClClCl()nCH2CH EtTiClClClClCH2 CH2 EtTiClClClCH2 CH2v-烯烃单体聚合，得到的大分子链每一个链节都有一个烯烃单体聚合，得到的大分子链每一个链节都有一个手性碳原子。手性碳原子。n用一般方法聚合的产物，手性碳的构型往往是不规则的，用一般方法聚合的产物，手性碳的构型往往是不规则的，而定向聚合得到的是立构规整性的高聚物。而定向聚合

23、得到的是立构规整性的高聚物。n具有机械强度高、弹性好、熔点高、密度大、耐化学具有机械强度高、弹性好、熔点高、密度大、耐化学品等优点。品等优点。RRRRRHHHHH2 逐步聚合反应逐步聚合反应 v逐步聚合反应，是在低分子转变成聚合物的过程中，反逐步聚合反应，是在低分子转变成聚合物的过程中，反应是逐步进行的。应是逐步进行的。n在反应早期，单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚在反应早期，单体很快转变成二聚体、三聚体、四聚体等中间产物。体等中间产物。n以后反应在这些低聚体之间进行，逐步转化为高聚物。以后反应在这些低聚体之间进行，逐步转化为高聚物。v大部分的大部分的缩聚反应缩聚反应都属于逐步聚合，反应中有

24、低分子副都属于逐步聚合，反应中有低分子副产物生成。产物生成。n因此聚合物的组成与单体是不同的。因此聚合物的组成与单体是不同的。v所用的单体必须是双官能团或多官能团的化合物。所用的单体必须是双官能团或多官能团的化合物。v是通过一连串缩合反应来完成的。是通过一连串缩合反应来完成的。v反应过程有小分子物质生成。反应过程有小分子物质生成。(1)缩聚反应的特点缩聚反应的特点 n常见的有羟基、羧基、氨基、卤素或活泼氢等。常见的有羟基、羧基、氨基、卤素或活泼氢等。n是和低分子的缩合反应一样，是可逆的平衡反应。是和低分子的缩合反应一样，是可逆的平衡反应。n这些小分子物质为水、醇、氨、氯化氢等。这些小分子物质为

25、水、醇、氨、氯化氢等。(2)缩聚反应的历程缩聚反应的历程 v链开始：两种单体相互作用，生成具有反应活性的新分子。链开始：两种单体相互作用，生成具有反应活性的新分子。r式中式中a、b为单体中的官能团，为单体中的官能团，A、B表示单体的分子主链表示单体的分子主链。aAa+bBbaABb+abv链增长：随着反应物分子间不断作用，分子量增大。链增长：随着反应物分子间不断作用，分子量增大。aAa+aABbaABAa+abaABAa+bBba(AB)2b+aba(AB)mb+a(AB)nba(AB)m+nb+abn物理方面的原因：单体浓度减小，官能团反应机会减少。物理方面的原因：单体浓度减小，官能团反应机

26、会减少。r缩聚物的粘度增加，分子链碰撞机会减少。缩聚物的粘度增加，分子链碰撞机会减少。n化学方面的原因：官能团的分解，使分子链失去活性。化学方面的原因：官能团的分解，使分子链失去活性。r单体组分摩尔比失衡，发生单体组分摩尔比失衡，发生“链端封闭链端封闭”作用。作用。v链终止：原因有多种，既有物理方面的原因，又有化学链终止：原因有多种，既有物理方面的原因，又有化学方面的原因，主要原因为化学反面的。方面的原因，主要原因为化学反面的。r原料的单官能团杂质，也会发生链端封闭作用。原料的单官能团杂质，也会发生链端封闭作用。r分子链内部发生环化反应，或分子间发生环化反应等，分子链内部发生环化反应，或分子间

27、发生环化反应等，都会发生链端封闭作用。都会发生链端封闭作用。r粘度增大，生成的低分子排不出去，发生可逆反应。粘度增大，生成的低分子排不出去，发生可逆反应。v对苯二甲酸二甲酯和乙二醇缩聚可得聚酯对苯二甲酸二甲酯和乙二醇缩聚可得聚酯，聚酯纤维的聚酯纤维的商品名称为涤纶。商品名称为涤纶。n链开始：对苯二甲酸二甲酯和二分子乙二醇作用，发生链开始：对苯二甲酸二甲酯和二分子乙二醇作用，发生酯交换反应，生成对苯二甲酸二乙二醇酯。酯交换反应，生成对苯二甲酸二乙二醇酯。COOCH3COOCH3+CH2OHCH2OH2COOCH2CH2OHCOOCH2CH2OH+2CH3OHv缩聚反应是可逆的，每一步都存在可逆平

28、衡问题，因缩聚反应是可逆的，每一步都存在可逆平衡问题，因此，通常得到的缩聚产物聚合度没有加聚物大。此，通常得到的缩聚产物聚合度没有加聚物大。n链增长：链增长：对苯二甲酸二乙二醇酯之间发生缩合反应，使对苯二甲酸二乙二醇酯之间发生缩合反应，使分子量不断增大。分子量不断增大。n链终止：官能团的热分解链终止：官能团的热分解(脱羧脱羧)，官能团的成环，副反，官能团的成环，副反应使某一单体减少，粘度增大等因素。应使某一单体减少，粘度增大等因素。()C OCH2CH2O OH+HO COOnnCH2OHCH2OHCOOCH2CH2OHCOOCH2CH2OHn(3)体型缩聚体型缩聚v体型缩聚反应过程要经历两个

29、基本阶段：体型缩聚反应过程要经历两个基本阶段：n第一个阶段，生成线型或支链型低聚物。第一个阶段，生成线型或支链型低聚物。n第二个阶段，线型低聚物缩聚成体型高聚物，第二个阶段，线型低聚物缩聚成体型高聚物，凝胶凝胶化现象是这两个阶段过渡时所出现的。化现象是这两个阶段过渡时所出现的。n所用单体起码要有一个组分是含有两个以上官能团。所用单体起码要有一个组分是含有两个以上官能团。n在反应过程中有一个黏度骤然变大，出现具有弹性凝胶在反应过程中有一个黏度骤然变大，出现具有弹性凝胶的凝胶化现象。的凝胶化现象。v体型缩聚是合成具有体型结构缩聚物的反应，与线型缩体型缩聚是合成具有体型结构缩聚物的反应，与线型缩聚不

30、同的特点：聚不同的特点：v酚醛树脂是苯酚和甲醛缩聚而成的体型高聚物。酚醛树脂是苯酚和甲醛缩聚而成的体型高聚物。HCHOH+OHCH2OHOHOHCH2OHOHHCHOOHOHOHCH2HOCH2CH2CH2CH23 开环聚合开环聚合 己内酰胺己内酰胺聚己内酰胺聚己内酰胺v环状单体在反应中环被打开，生成聚合物的反应。环状单体在反应中环被打开，生成聚合物的反应。n反应机理可以是链式聚合，也可以是逐步聚合。反应机理可以是链式聚合，也可以是逐步聚合。v己内酰胺开环聚合生成聚己内酰胺，商品名称是锦纶己内酰胺开环聚合生成聚己内酰胺，商品名称是锦纶-6。C ON Hn()NH(CH2)5CnOv环醚开环聚合

31、可以得到聚醚。环醚开环聚合可以得到聚醚。v环氧乙烷聚合后与烃基连接，产物可用作非离子表面环氧乙烷聚合后与烃基连接，产物可用作非离子表面活性剂。活性剂。()nOCH2CH2nCH2 CH2O+C9H19OH nCH2 CH2OC9H19(OCH2CH2)nOHv塑料、合成橡胶、合成纤维，产量最大，与国民经济塑料、合成橡胶、合成纤维，产量最大，与国民经济和人民生活关系密切，被称为三大合成材料。和人民生活关系密切，被称为三大合成材料。v塑料是在室温下处于玻璃态的一类高聚物。塑料是在室温下处于玻璃态的一类高聚物。n也可以是非晶态高聚物，处于玻璃态，玻璃化温度也可以是非晶态高聚物，处于玻璃态，玻璃化温度

32、Tg是使用的上限温度。是使用的上限温度。1 塑料塑料 n可以是晶态高聚物，处于部分结晶态，结晶熔融温度可以是晶态高聚物，处于部分结晶态，结晶熔融温度Tm是使用的上限温度。是使用的上限温度。v有些塑料，基本上就是一种单一的合成树脂，不加或有些塑料，基本上就是一种单一的合成树脂，不加或很少加其他辅助材料，如聚乙烯塑料、有机玻璃等。很少加其他辅助材料，如聚乙烯塑料、有机玻璃等。v有些塑料，除了合成树脂外，还要添加其他辅助材料，有些塑料，除了合成树脂外，还要添加其他辅助材料，才能进行加工生产，如聚氯乙烯塑料、酚醛塑料等。才能进行加工生产，如聚氯乙烯塑料、酚醛塑料等。n助剂：增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色

33、剂和填料等。助剂：增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和填料等。v按受热后的行为，可分为热塑性塑料和热固性塑料。按受热后的行为，可分为热塑性塑料和热固性塑料。n热塑性塑料：线型高分子，受热后可软化、重塑。热塑性塑料：线型高分子，受热后可软化、重塑。n热固性塑料：是体型高分子，固化成型后，加热不软热固性塑料：是体型高分子，固化成型后，加热不软化，不能重塑。化，不能重塑。2 合成纤维合成纤维 v大部分纤维是晶态高聚物，大部分纤维是晶态高聚物，Tm应高于室温应高于室温150以上。以上。n也有非晶态高聚物，但分子排列要有一定规则和取向。也有非晶态高聚物，但分子排列要有一定规则和取向。v合成纤维，是将人工合成

34、的具有可溶合成纤维，是将人工合成的具有可溶(或可熔或可熔)性的线型性的线型高聚物，经抽丝成型和后处理而制得的化学纤维。高聚物，经抽丝成型和后处理而制得的化学纤维。n成纤高聚物要求：分子结构应为线型，支链要少。成纤高聚物要求：分子结构应为线型，支链要少。r具有较高的分子量，分子量分布要窄。具有较高的分子量，分子量分布要窄。n合成纤维合成纤维按主链结构分为碳链和杂链合成纤维两类。按主链结构分为碳链和杂链合成纤维两类。n具有许多一般纤维所没有的优良性能，如弹性好、不具有许多一般纤维所没有的优良性能，如弹性好、不怕虫蛀、耐磨等。怕虫蛀、耐磨等。3 橡胶橡胶 v只能是非晶态高聚物，处于高弹态，玻璃化温度

35、只能是非晶态高聚物，处于高弹态，玻璃化温度Tg是使是使用的下限温度，用的下限温度，Tg应低于室温应低于室温70以上。以上。n粘流态温度粘流态温度Tf 是使用的上限温度。是使用的上限温度。v天然橡胶的基本成份是顺天然橡胶的基本成份是顺-1,4-聚异戊二烯，平均分子量聚异戊二烯，平均分子量30万左右。万左右。C CCH3CH2CH2Hnv合成橡胶是人工合成的高弹性聚合物。合成橡胶是人工合成的高弹性聚合物。n少数品种与天然橡胶性能相似，大多数则有所不同。少数品种与天然橡胶性能相似，大多数则有所不同。v天然橡胶是从三叶橡胶树采集的胶乳制得。天然橡胶是从三叶橡胶树采集的胶乳制得。割割 胶胶4 离子交换树

36、脂离子交换树脂 v带有功能基团的网状结构的高分子化合物，多是苯乙烯带有功能基团的网状结构的高分子化合物，多是苯乙烯和二苯乙烯的共聚物。和二苯乙烯的共聚物。n在骨架所连的苯环上，引入可起离子交换反应的官能团。在骨架所连的苯环上，引入可起离子交换反应的官能团。CH CH2SO3 H+v阳离子交换树脂：含有酸性官能团，如阳离子交换树脂：含有酸性官能团，如SO3H、COOH、PO(OH)2、OH等。等。M+v在树脂中引入其它活性基团，则成为电子交换树脂，在树脂中引入其它活性基团，则成为电子交换树脂，两性树脂，螯合树脂等。两性树脂，螯合树脂等。v阴离子交换树脂：含有碱性基团，如阴离子交换树脂：含有碱性基

37、团，如NH2、NHR、NR2、NR3OH-等。等。+CH CH2CH2N(CH3)3+OHn离子交换树脂，离子交换树脂，90%以上用于水处理。以上用于水处理。Xv离子交换反应是可逆的平衡，用过的离子交换树脂可用离子交换反应是可逆的平衡，用过的离子交换树脂可用适当的无机酸或无机碱洗涤，使其恢复活性。适当的无机酸或无机碱洗涤，使其恢复活性。v是非均相反应，要使反应能进行，必须使液相中的离子是非均相反应，要使反应能进行，必须使液相中的离子能进入固相。能进入固相。+NaCl+HClP SO3 H+P SO3 Na+n因此，离子交换树脂可以吸附较小的离子，使其与大因此，离子交换树脂可以吸附较小的离子，使其与大的离子分开。的离子分开。+NaCl+NaOHP CH2N(CH3)3OH+P CH2N(CH3)3Cl+