《聚合物合成與制備》8第八章 逐步聚合及其應(yīng)用

1、1 逐步聚合基本原理1基本反應(yīng)：官能團(tuán)之間的相互反應(yīng)與鏈?zhǔn)骄酆系牟顒e單體轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系聚合物分子量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系單體類型：ARA和BR B；ARB；ABn2重要反應(yīng)基團(tuán)羧基（R-COOH及其衍生物-RCOZ）活性：酰氯酸酐酸酯取代基的影響：吸電有利于增加活性，推電降低活性。胺基（R-NH2）活性：給電子增加其活性，吸電子基團(tuán)使活性降低羥基（-OH）（類似于胺基）環(huán)氧基團(tuán)2 縮聚合類型1. 聚酯（Polyester）官能團(tuán)：羥基、羧基例：聚酯由二種不同單體縮聚而成,重復(fù)單元包含對苯二甲酸和乙二醇兩種單體單元2. 聚酰胺（polyamide)官能團(tuán)：胺基和羧基例：3. 聚碳酸酯(polyca

2、rbonate) 官能團(tuán)：羥基、碳酸酯基、光氣例：4. 聚酐官能團(tuán)：羧基、酰氯例：5. 聚氨酯官能團(tuán)：異氰酸酯、羥基或胺基常用異氰酸酯5. 聚酰亞胺(polyimide)官能團(tuán)：酐、胺例：6. 聚苯并咪唑(polybenzimidazole)官能團(tuán)：羧基、胺基7.聚苯并惡嗪(polybenzoxazole)官能團(tuán)：羧基、羥基、胺基8.聚苯并噻唑(polybenzthiazole)官能團(tuán)：羧基、巰基、胺基9.聚苯并喹喔啉(polyquinoxaline) 10. 芳香梯形聚合物(aromatic ladder polymer) 11. Diels-Addition Polymer官能團(tuán)：雙鍵12

3、. 氧化還原偶合體型縮聚聚合物的交聯(lián)當(dāng)體系中存在三官能團(tuán)或多官能團(tuán)單體，分子間形成共價(jià)鍵，整個(gè)體系形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。成為熱固性聚合物。如油漆，膠粘劑等3 聚酯1. 制備方法熔融縮聚固相縮聚2產(chǎn)品種類聚對苯二甲酸乙二酯（PET）聚對苯二甲酸丙二酯（PTT）聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）聚萘二酸乙二酯（PEN）合成：主要為酯交換法、直接酯化法3. 性能特點(diǎn)PET：結(jié)晶性、剛性和強(qiáng)度、對非極性氣體的阻隔型、蠕變性和尺寸穩(wěn)定性、透明性等性能好。包裝材料、纖維熔點(diǎn)255；Tg：80PBT：纖維易染色，彈性好。熔點(diǎn)221；Tg：22PTT：熔點(diǎn)228；Tg：55PEN：對氧、二氧化碳等阻隔性好，強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定

4、性高，是很好的工業(yè)用纖維。熔點(diǎn)270；Tg：117PBT對苯二甲酸丁二酯熱塑性聚酯工程塑料，可在較寬溫度范圍內(nèi)保持良好的力學(xué)性能，如剛性、硬度及穩(wěn)定性。加工性能優(yōu)良，流動性好、結(jié)晶速度快，因而成型加工周期短，可大大降低加工費(fèi)用。PBT樹脂主要用于電子電氣、汽車和機(jī)械等領(lǐng)域。如光纖包復(fù)等聚酯 PET強(qiáng)度高、氣密性好、透明。主要用于制備纖維、薄膜和容器阻隔性的聚酯瓶瑞典泰特拉帕公司研制成符合啤酒等液體飲料盛裝用的具有優(yōu)異阻隔性的聚酯瓶。該技術(shù)采用二氧化硅（SiO2）透明玻璃樣的復(fù)合層，當(dāng)吹塑成型聚酯瓶時(shí)涂敷在瓶的內(nèi)側(cè)，使具有阻隔性。耐壓，不透氣。聚酯應(yīng)用堅(jiān)韌性:共聚聚酯擠出板材比有機(jī)玻璃堅(jiān)韌15至

5、20倍?？棺贤庑阅埽杭尤敕雷贤鈩?。在表面形成保護(hù)層?？稍谑彝忾L期使用。如做機(jī)場的飛機(jī)庫。聚酯纖維結(jié)實(shí)、挺括，保形性好?？赏ㄟ^表面改性，提高纖維的吸濕性等用途：高級面料、輪胎簾子布滌綸簾子布的平點(diǎn)小。對苯二甲酸丙二酯（PTT）纖維PTT是對苯二甲酸和丙二醇的縮聚物。丙二醇以玉米為原料，用生物工程合成。PTT纖維保持了現(xiàn)有滌綸強(qiáng)力好、不易變形的優(yōu)點(diǎn)，且便于染色、富有彈性。市場前景十分看好。專家預(yù)計(jì)2010年其產(chǎn)量將達(dá)100萬噸。4.聚酯的共縮聚改性方法：添加剛性組分的共縮聚添加間位苯環(huán)、間位和鄰位苯環(huán)添加含磺酸基的苯環(huán)添加柔性組分的共縮聚長鏈醇；聚醚；脂肪二酸等聚酯酰胺4 聚酰胺（PA）1. 聚酰

6、胺6、聚酰胺66及其他聚酰胺(尼龍)耐磨性好，強(qiáng)度高，有彈性，耐油性好。尼龍餐具Nylon形成氫鍵的結(jié)晶聚合物澆注尼龍用單體直接反應(yīng)，得到的產(chǎn)品。制備方便MC澆鑄尼龍制品具有比重小、優(yōu)良的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性耐腐蝕沖擊軔性、自潤滑和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音小等特點(diǎn)?？芍瞥筛鞣N耐磨的零件，軸承、齒輪、蝸輪、閥門密封圈導(dǎo)向環(huán)、導(dǎo)軋、滑輪、滾動軸承保持器和電器零件等。澆注尼龍應(yīng)用軸套電機(jī)風(fēng)扇葉片聚酰胺纖維（尼龍）優(yōu)點(diǎn)： 耐磨，強(qiáng)度高 彈性好缺點(diǎn)： 耐熱性稍差。（熨燙的溫度不能很高） 保型性較差，易做運(yùn)動服尼龍纖維強(qiáng)度高、彈性好Nylon絲,降落傘2. 脂肪族聚酰胺（由二胺和二酰氯反應(yīng)）聚對苯二甲酰己二胺：錦綸Nyl

7、on6T聚己二酰苯二胺3. 芳香族聚酰胺選擇不同的重復(fù)單元引入苯環(huán)提高聚合物的耐熱性和強(qiáng)度尼龍-66芳綸強(qiáng)度提高、耐熱性提高。是一種高強(qiáng)度液晶材料Kevlar纖維芳香聚酰胺密度低、強(qiáng)度高，韌性好，耐高溫是高強(qiáng)度液晶材料是優(yōu)良的塑料增強(qiáng)材料高強(qiáng)纖維的用途防彈衣高分子增強(qiáng)材料4 聚酰胺亞胺5 聚碳酸酯 PC韌而剛性的塑料 6mm鋼球，45 m/sec的沖擊（頭盔）耐溫性好，可高溫消毒(茶杯、奶瓶） PC的透光性好(CD光盤、遮陽棚) 但耐應(yīng)力開裂性和耐溶劑性較差 PC透明，衛(wèi)生吸塵器榨汁機(jī)PC 應(yīng)用耐高溫、衛(wèi)生PC 應(yīng)用高透光性遮陽棚隔音墻5 體型縮聚合酚醛（熱固性樹脂）單體：苯酚或其他酚類化合物

8、（f=3）；甲醛（F=2）酚醛樹脂同木屑混合，制成絕緣性優(yōu)良的熱固性塑料，俗稱電木或膠木，是世界上最早工業(yè)化的合成塑料。綜合性能優(yōu)良，價(jià)格便宜，是玻璃鋼的重要組成成份。質(zhì)較脆，顏色單調(diào)。原料苯酚和甲醛都有一定毒性。 苯酚 + 甲醛 線性酚醛 體型酚醛應(yīng)用舉例酚醛模塑粉頭盔印刷電路板酚醛用途工具箱電氣插頭炊具手柄2. 聚氨酯樹脂PU強(qiáng)度高，彈性好，耐磨性好NH*CONH*RNH*CONH*OHH2NNH2+OCNRNCOOCNRNCO+HOOHOCONH*RNH*COOOH二異氰酸酯+多羥基聚醚 聚氨酯(聚氨基甲酸酯)二異氰酸酯+多胺基化合物 聚氨酯(聚氨基脲酸酯)耐磨性好、強(qiáng)度高聚氨酯PU強(qiáng)度

9、高耐壓氣管萊卡（LYCRA）纖維Dupont公司開發(fā)的以聚氨酯為原料的高彈纖維。特點(diǎn)：強(qiáng)度高，彈力好，耐光照、耐鹽水。萊卡可延伸原長的47倍，回彈性比橡膠大23倍，重量輕1/3。用萊卡做的服裝合體、舒適、飄逸。特別適于制作劇烈運(yùn)動的服裝，女式內(nèi)衣、泳裝、運(yùn)動裝和休閑服。萊卡（LYCRA）纖維使用：萊卡纖維須同天然或人造纖維混紡或交織使用。只要在織物中加入極少量(2%)萊卡，對改善織物的質(zhì)量，提高織物的保形性、懸垂性等就有明顯作用。通常在萊卡制作的運(yùn)動服中，其含量為14%42%。用途：萊卡同錦綸絲交織可制透明絲襪，編織內(nèi)衣、羅紋口等用萊卡作內(nèi)芯用其它紗線或纖維包覆，制得的纖維手感好，強(qiáng)度高。用它

10、制成的牛仔褲挺括、柔軟、彈性好，穿著更加舒適萊卡承受拉力時(shí)可延伸4-7倍 在拉力釋放時(shí)，會完全回復(fù)成原來的長度 Lycra在泳裝、內(nèi)衣和運(yùn)動服中加入萊卡能提升合身、舒適、動作自如. 3. 脲醛樹脂單體：尿素（f=4）、三聚氰胺（f=6）；甲醛（f=2）4. 不飽和聚酯樹脂（UP）馬來酸酐（順丁烯二酐）、富馬酸、衣康酸等；二元醇交聯(lián)劑：烯類單體自由基共聚，如苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等5.環(huán)氧樹脂原料：雙酚A環(huán)氧固化劑：二胺或 酸酐環(huán)氧樹脂膠交聯(lián)環(huán)氧樹脂為什么“萬能”特點(diǎn)：對金屬和非金屬均有優(yōu)良的粘接性，通用性好。電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性好。性較脆，不適用軟質(zhì)材料的粘接。用途環(huán)氧灌封料阻燃環(huán)氧灌封料電容器、變壓器、電感器和濾波器。環(huán)氧灌封干式變壓器低損耗（低于國家標(biāo)準(zhǔn)30%）低噪音（低低于國家標(biāo)準(zhǔn)10-20dB）低局部放電 抗短路能力強(qiáng) 中高壓電器絕緣子纖維增強(qiáng)玻璃鋼高強(qiáng)度碳纖維、硼纖維和芳綸纖維增強(qiáng) 玻璃鋼強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，是一種性能優(yōu)異的工程塑料性能密度g.cm-3抗張強(qiáng)度MPa彎曲強(qiáng)度MPa熱膨脹系數(shù)10-6/C金屬鋼7.87008404204600.12熱塑性塑料聚丙烯/玻纖(短)1.179012028尼龍66/玻纖(短)1.3417026018.9熱固性塑料環(huán)氧/玻纖1.82.070300702808酚醛/玻纖1.61.857028011003.51