常州工程職院高分子物理課件28高聚物的降解反應(yīng)

1、項(xiàng)目28高聚物的降解反應(yīng)高聚物的降解反應(yīng)高聚物的降解反應(yīng)指在化學(xué)因素或物理因素作用下高聚物分子的聚合度降低的過程。降解對高聚物性能的直接影響引起高聚物材料性能改變，如彈性消失、強(qiáng)度降低、黏性增加等。高聚物降解反應(yīng)的利用與克服高聚物的降解方式克服在高聚物材料的有效使用過程要防止降低利用以便于加工為目的，如橡膠塑煉，纖維素水解以回收單體為目的，如有機(jī)玻璃的降解以獲取燃料為目的，如高聚物材料的熱降解以三廢處理為目的，如廢高聚物的生物降解降解方式化學(xué)降解物理降解受熱降解氧化降解光降解化學(xué)降解機(jī)械降解高聚物的降解反應(yīng)一、高聚物的熱降解解聚反應(yīng)是指高聚物受熱后，從高分子鏈的末端開始，以結(jié)構(gòu)單元為單位進(jìn)行連

2、鎖脫除單體的解聚反應(yīng)。實(shí)例：有機(jī)玻璃解聚回收甲基丙烯酸甲酯單體某些高聚物熱降解時(shí)的單體回收率熱降解的形式解聚反應(yīng)無規(guī)斷鏈反應(yīng)取代基脫除反應(yīng)CH2CCH2CCH3COOCH3CH3COOCH3CH2CCH2CCH3COOCH3CH3COOCH3T270 高聚物單體回收率%高聚物單體回收率%聚甲基丙烯酸甲酯聚 甲基苯乙烯聚四氟乙烯聚間甲基苯乙烯10010010052聚苯乙烯聚異丁烯聚異戊二烯聚乙烯4232113高聚物的降解反應(yīng)無規(guī)斷鏈反應(yīng)是指高聚物受熱后，在高分子主鏈上的任意位置發(fā)生的斷鏈反應(yīng)。實(shí)例：PE的無規(guī)斷鏈CH2CH2CHCH2CH2CH2CH2HCH2CH2CHCH2CH2CH2CH3C

3、H2CH2CHCH2CH2CH2CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CH31122高聚物的降解反應(yīng)取代基脫除反應(yīng)特點(diǎn)是聚合度不變，只是取代基與鄰近的氫在溫度雙主鏈斷裂溫度低的情況下發(fā)生消除反應(yīng)，并以氯化氫、醋酸、水、氫等形式從主鏈上脫除下來，同時(shí)在主鏈上形成雙鍵，使產(chǎn)品顏色加深，強(qiáng)度降低。實(shí)例：PVC的取代基脫除反應(yīng)100-120 脫氯化氫，200 以上脫除更快。240 下的熱分解產(chǎn)物為96.3%是氯化氫，2.7%是苯，0.1%的甲苯，0.9%是其他烴類產(chǎn)物。二、高聚物的氧化降解反應(yīng)是指高聚物在加工、使用過程中受空氣中氧的作用發(fā)生高分子鏈斷鏈的降解反

4、應(yīng)。原理：通過氫的過氧化物進(jìn)行降解CHCHCHCHCHCH3HClCH2CHCH2CHCH2CHClClCl高聚物的降解反應(yīng)實(shí)例1：PP的氧化降解實(shí)例2：順丁橡膠的氧化降解CH2CHCH2CHO2CH3CH3CH2CCH2CHCH3CH3OOHCH2CCH2CHCH3CH3OCH2CH3CCH2CHCH3OCH2CHCHCH2CH2O2CH2CHCHCHCH2OOHCH2CHCHCHCH2OCH2CHCHCCH2OH高聚物的降解反應(yīng)實(shí)例3：聚異戊二烯的氧化降解影響氧化降解的因素CH2CHCCH2CH3O2CH2CHCCH2CH3O OCH2CCCH2OHCH3O影響氧化降解的因素外界條件光、熱

5、、金屬氧化物加速降解支鏈多、結(jié)晶度低容易降解含叔氫原子多容易降解內(nèi)部因素高聚物的降解反應(yīng)三、高聚物的光降解反應(yīng)指高聚物受日光的照射而發(fā)生的分解反應(yīng)。非光敏降解原理：用相當(dāng)于高聚物分子中化學(xué)鍵吸收波峰波長的光照射時(shí)，高聚物吸收能量后，而被激發(fā)，則發(fā)生光降解反應(yīng)。部分高聚物光降解吸收的光波波長（ ）光敏降解光降解類型非光敏降解高聚物 /nm高聚物 /nm滌綸聚苯乙烯聚乙烯聚丙烯325318300310聚氯乙烯氯-醋共聚物聚甲醛聚甲基乙烯基酮310322-364300-320330-360高聚物的降解反應(yīng)實(shí)例：甲基乙烯基酮（羰基）吸收330-360nm波長的光后發(fā)生的光降解。另外，還可能發(fā)生如下反應(yīng)

6、CH2CHCOCH3CH2CHCOCH3CH2CHCH3COhv1122CH2CHCH2CHCOCH3COCH3CH2CHCCOCH3CH3CH2OHChvCH2CH CH2CH2COCH3CCH3OH高聚物的降解反應(yīng)光敏降解光降解的應(yīng)用處理高聚物垃圾方面。原理：將鹵代酮或金屬有機(jī)化合物等作為光敏劑撒在高聚物垃圾上，然后在太陽咣或紫外線下暴曬，使高聚物分解為粉末。光敏降解過程光敏劑吸收光能量激發(fā)激發(fā)分子與高聚物反應(yīng)激發(fā)分子分解產(chǎn)生自由基自由基與高聚物反應(yīng)產(chǎn)生自由基高聚物降解高聚物的降解反應(yīng)四、高聚物的化學(xué)降解與生化降解是指大分子中含有酯鍵、酰胺鍵、醚鍵等反應(yīng)性基團(tuán)的高聚物，在受到酸、堿、酶及其

7、他因素的作用下發(fā)生的大分子斷鏈的化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)用利用化學(xué)降解將高聚物轉(zhuǎn)化為單體或低聚物利用生化降解將天然高聚物進(jìn)行降解而實(shí)現(xiàn)三廢處理利用生化降解通過降解高聚物中的脂肪族增塑劑，破壞高聚物材料（C6H10O5）n（C6H10O5）xC12H22O11C6H12O6H2OH2OH2O淀粉湖精麥芽糖葡萄糖HOCH2CH2OOCCOOHn+ 2nHOCH2CH2OHHOCH2CH2OOCCOOCH2CH2OH+ nHOCH2CH2OH高聚物的降解反應(yīng)五、高聚物的機(jī)械降解與超聲波降解條件高聚物的相對分子質(zhì)量很大；較強(qiáng)的外力、超聲波作用。應(yīng)用有效利用：橡膠加工中的塑煉不需要的利用：混煉、塑煉五種降解高分子材

8、料的分析、選擇、改性 項(xiàng)目28 項(xiàng)目28的六組任務(wù)第一組：請為農(nóng)用降解塑料薄膜的生產(chǎn)選擇合適的高分子材料；第二組：請為降解包裝容器的生產(chǎn)選擇合適的高分子材料；第三組：請為降解花木移植容器的生產(chǎn)選擇合適的高分子材料；第四組：請為降解手術(shù)材料的生產(chǎn)選擇合適的高分子材料；第五組：請為降解藥物外殼的生產(chǎn)選擇合適的高分子材料 項(xiàng)目28的完成過程項(xiàng)目前期準(zhǔn)備項(xiàng)目運(yùn)行情境項(xiàng)目運(yùn)行一項(xiàng)目運(yùn)行二項(xiàng)目運(yùn)行三新項(xiàng)目布置課程改革整體方案單元28教學(xué)方案素1、素2、素3、素4課件1總體項(xiàng)目協(xié)議書子項(xiàng)目考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)子項(xiàng)目完成報(bào)告樣本總項(xiàng)目運(yùn)行情境描述復(fù)合材料0611集團(tuán)機(jī)構(gòu)子項(xiàng)目各成員準(zhǔn)備的資料、個(gè)人的預(yù)報(bào)告內(nèi)容及其他供討論材料。發(fā)言代表匯總材料。提交上一項(xiàng)目完成報(bào)告項(xiàng)目委托方代表評(píng)價(jià)時(shí)所做的記錄及補(bǔ)充意見項(xiàng)目互查意見；項(xiàng)目引深部分的記錄；能力、知識(shí)等總結(jié)記錄對新項(xiàng)目所提出的要求及注意事項(xiàng)等的記錄巡視檢查時(shí)的各種記錄子項(xiàng)目匯報(bào)結(jié)果記錄子項(xiàng)目結(jié)果評(píng)價(jià)記錄項(xiàng)目28參考性結(jié)論項(xiàng)目互相檢查意見項(xiàng)目引深部分案例項(xiàng)目總結(jié)的能力、知識(shí)項(xiàng)目28課件及圖片展示項(xiàng)目29內(nèi)容及要求展示項(xiàng)目28運(yùn)行三的總結(jié)部分聚乳酸類項(xiàng)目28運(yùn)行三的總結(jié)部分聚羥基烷酸酯脂肪族芳香族共聚酯PET降解淀粉可降解項(xiàng)目28運(yùn)行三的總結(jié)部分08年奧運(yùn)會(huì)用降解材料SEP光降解EVA項(xiàng)目28運(yùn)行三的總結(jié)部分生物降解地膜項(xiàng)目28運(yùn)行三的總