第九章稳定化聚合物材料及可降解聚合物材料的设计与应用(高分子材料)--课件1.ppt

1、 微观结构微观结构 宏观性能宏观性能 定性定性 定量定量 一次结构一次结构 高次结构高次结构 静态静态 动态动态基本规律基本规律高分子结构模型高分子结构模型数理方法数理方法 结构单元数目大结构单元数目大 主链有一定的内旋转自由度主链有一定的内旋转自由度 结构不均一结构不均一 结构单元之间的相互作用结构单元之间的相互作用 聚集态结构不同聚集态结构不同 织态结构织态结构 聚合物的应用聚合物的应用 结构结构 合成合成 聚合物分子设计的内容：聚合物分子设计的内容：合成具有指定结构的高分子化合物合成具有指定结构的高分子化合物 如何控制高分子结构以制造具有指定性能或功如何控制高分子结构以制造具有指定性能或

2、功能的高分子材料能的高分子材料宏观性能宏观性能聚合物性质聚合物性质聚合物结构聚合物结构合成方法合成方法加工条件加工条件 大分子主链饱和、线大分子主链饱和、线型型 通过化学改性消除不饱通过化学改性消除不饱和聚合物的不饱和键和聚合物的不饱和键 含杂原子结构含杂原子结构 氧、硫、氮氧、硫、氮 氯原子对氢的取代氯原子对氢的取代 庞大的侧基庞大的侧基 全芳族或芳杂环结构全芳族或芳杂环结构 梯型聚合物梯型聚合物 无机主链结构无机主链结构 适度交联适度交联 结晶结晶 新型结构新型结构 化学改性化学改性 使用稳定剂防止热氧化使用稳定剂防止热氧化 材料耐高温的指标材料耐高温的指标：温度温度 时间时间 环境环境

3、性能性能 主要特征：主要特征：形态上（机械的）形态上（机械的）化学上（热的）化学上（热的）双重稳定性双重稳定性 为提高聚合物的耐热性和热稳定性为提高聚合物的耐热性和热稳定性 选择具有高键离能的高分子主链结构选择具有高键离能的高分子主链结构 提高聚合物的玻璃化温度或熔融温度的途径提高聚合物的玻璃化温度或熔融温度的途径 改变聚合物的结构改变聚合物的结构 聚合物热降解与化学结构的关系聚合物热降解与化学结构的关系 聚合物的热分解特性聚合物的热分解特性 热稳定性和链节结构热稳定性和链节结构 分子结构和稳定性分子结构和稳定性 交联和热稳定性交联和热稳定性 增加高分子链的刚性增加高分子链的刚性 提高聚合物的

4、结晶性提高聚合物的结晶性 链的对称性链的对称性 链的规整性链的规整性 分子间能形成氢键分子间能形成氢键进行交联进行交联 主链含芳环的碳链聚合物主链含芳环的碳链聚合物 聚苯、聚二甲苯聚苯、聚二甲苯 杂链聚合物杂链聚合物 聚苯醚、聚苯甲酰胺、聚芳砜、聚苯硫醚聚苯醚、聚苯甲酰胺、聚芳砜、聚苯硫醚 杂环聚合物杂环聚合物 聚酰亚胺、聚苯丙噁唑、聚苯丙咪唑等聚酰亚胺、聚苯丙噁唑、聚苯丙咪唑等 梯型聚合物梯型聚合物 碳纤维碳纤维 元素有机聚合物和金属有机聚合物元素有机聚合物和金属有机聚合物聚丙烯晴纤维的芳构化聚丙烯晴纤维的芳构化聚苯醚聚苯醚改性聚苯醚改性聚苯醚SnSnCO聚苯硫醚聚苯硫醚聚苯硫醚酮聚苯硫醚酮

5、聚醚醚酮聚醚醚酮OOCOnOOCOCnF3含氟侧基聚芳含氟侧基聚芳醚酮醚酮氟醚橡胶氟醚橡胶SiOOSiRRRRnSiOOSiRRRnmCH2CH2CF3硅橡胶硅橡胶氟硅橡胶氟硅橡胶SiRSiOnxCH3CH3CH3CH3R=SiRSiOnxCH3CH3CH3RNSiSiNCH3RRSiOR2R2改性硅橡胶改性硅橡胶聚酯二元醇聚酯二元醇 聚醚二元醇聚醚二元醇聚硅氧烷二元醇聚硅氧烷二元醇聚碳酸酯二元醇聚碳酸酯二元醇含氟二元醇含氟二元醇 COOOCCOSiSiCOOOCF2CF3 共聚得到的可降解聚合物共聚得到的可降解聚合物 使烯烃单体与一氧化碳和乙烯基酮等含有使烯烃单体与一氧化碳和乙烯基酮等含有羰

6、基羰基的单的单体共聚体共聚 有添加剂的可光降解聚合物有添加剂的可光降解聚合物 过渡金属化合物过渡金属化合物氯化铁氯化铁 羰基化合物羰基化合物二苯甲酮、对苯醌、二苯甲酮、对苯醌、1，4-萘醌等萘醌等 多核芳香化合物多核芳香化合物蒽、菲、六氢芘蒽、菲、六氢芘 着色剂着色剂 高分子链上引入降解敏感的基团高分子链上引入降解敏感的基团(水解基团水解基团或氧化基团或氧化基团)可降解的高分子与其他材料共聚可降解的高分子与其他材料共聚 聚合物体系中加入降解敏感组分聚合物体系中加入降解敏感组分 在高分子链上引入特殊结构在高分子链上引入特殊结构PHAs 目前已发现大约有目前已发现大约有300种微生物可以积累各种不种微生物可以积累各种不 同结构的同结构的PHAs 其结构单元大约有其结构单元大约有90种，这一数目还在继续增长种，这一数目还在继续增长 菌种菌种 培养条件培养条件 不同碳源不同碳源 代谢控物代谢控物 丙烯酸是脂肪酸丙烯酸是脂肪酸氧化的抑制剂氧化的抑制剂 分子生物学方法分子生物学方法 微观酶层次调控微观酶层次调控PLAPLGAPEG-PLGA