第十三章 聚合物

第十三章

聚合物

13-1聚合物與社會進步

1.

衣食住行與聚合物如用聚丙烯腈制成人造羊毛等。2.

人體健康與聚合物如人造血管、器官等。3.

高技術(shù)與聚合物材料如電子器件，集成電路的保護材料等。13-2有機聚合物13-2-1有機聚合物的基本概念高分子(polymer)：習慣上把摩爾質(zhì)量大于1萬的分子稱為高分子。鏈節(jié)(chainunit)：高分子雖然很大但分子不太復雜，其中有許多重復單位，我們把其中的重復單位稱為鏈節(jié)。其中n是聚合度。平均摩爾質(zhì)量和平均聚合度：聚合物的摩爾質(zhì)量和聚合度，由于n是在一定范圍的平均數(shù)。

單體（monomer）：能夠產(chǎn)生聚合物結(jié)構(gòu)單元的原低分子化合物。13-2-2.有機聚合物的命名和分類1．命名：

I.加聚物一般在單體名稱前加一個“聚”字(Poly-)

如：聚丙烯(PP);聚乙烯(PE);聚苯乙烯(PS);聚四氟乙烯(PTFE)。II.

縮聚物一般在縮聚后的單體名稱前加“聚”如：聚己二酰已二胺III．也有在單體名稱后加“樹脂”或“聚合物”

2.分類：一般按性質(zhì)和用途分為：塑料、纖維和橡膠有機聚合物的結(jié)構(gòu)和分類13-2-3．

有機聚合物的合成聚合反應：由單體合成高分子的反應。1.加聚反應：具有不飽和鍵的單體經(jīng)加成反應形成有機聚合物。

加成聚合反應的條件是:單體必須具有不飽和鍵。

加成聚合反應的特征是:反應中沒有H2、NH3等小分子副產(chǎn)物。如：均聚物：由一種單體聚合的高聚物。

共聚物：由兩種或兩種以上的單體聚合的高分子化合物。

2.縮聚反應

縮合聚合反應的特征是:反應中有H2O、NH3、醇、鹵化氫等小分子副產(chǎn)物產(chǎn)生。如：13-2-4有機聚合物的特性1．

按分子的形狀分為：線性聚合物：可熔融、軟化和溶解。體形聚合物：具有不熔溶特性。2.按分子排列分為：晶體結(jié)構(gòu)形態(tài)：有序排列非晶體結(jié)構(gòu)形態(tài)：無序排列，沒有一定熔點。3.非晶體結(jié)構(gòu)的有機聚合物的在不同溫度下的3種形態(tài)：玻璃態(tài)：基本表現(xiàn)為“凍結(jié)”狀態(tài)，質(zhì)感堅硬如同玻璃。高彈態(tài)：在外力作用下能發(fā)生形變，外力去除后又恢復原狀。黏流態(tài)：具有一定黏度可以流動的液體。Tg:玻璃化溫度；Tf：黏流化溫度。對于橡膠Tg

~Tf范圍越寬，橡膠的耐候性就越好。

4.

物理和化學特性：I．

彈性和塑性彈性：如具有線性結(jié)構(gòu)的橡膠在室溫的條件下具有良好的彈性。塑性：如聚苯乙烯可以在一定溫度下軟化，可制成特定的形狀。II．機械性能：具有一定的硬度、抗壓、抗拉、抗彎曲、抗沖擊性能。III．電絕緣性：不含極性基團的飽和有機聚合物，不具備導電能力。IV．

溶解性：在適當?shù)挠袡C溶劑中會溶解。規(guī)律：（1）極性聚合物易溶于極性有機溶劑；非極性聚合物易溶于非極性有機溶劑。（2）線性有機聚合物通常比體型有機聚合物溶解性要大。V.老化與防老化老化：在酸、堿、水、氧、光、熱條件下其性能逐漸劣化的現(xiàn)象。防老化：在有機聚合物中添加各種抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑等來延緩老化。13-2-5

重要有機聚合物1．塑料和合成樹脂塑料:在加熱、加壓的條件下可以塑制成型，并在常溫下保持其形狀不變的有機聚合物。如：聚四氟乙烯：不怕任何酸、堿或其它有機溶劑的侵蝕，并具有很好的耐熱、耐寒特性，可在-200~250oC范圍內(nèi)長期使用，介電性能十分優(yōu)異（0.025mm可承受500V的高壓），磨擦系數(shù)很低（無油潤滑活塞環(huán)），固體表面能很小（“不粘鍋”）合成樹脂：用人工合成的一類高分子聚合物。如：離子交換樹脂。陽離子交換樹脂含有活潑的酸性基團（-SO3H,COOH等）

1．合成橡膠：在-50~150oC處于高彈態(tài)的有機聚合物。如：丁苯橡膠主要用于制造輪胎、膠帶等硅橡膠：用于制作高溫高壓設(shè)備的襯墊；無毒、無味、物理性能穩(wěn)定，用于制造人造關(guān)節(jié)，人造靜脈插管等。2．合成纖維：以低分子化合物經(jīng)聚合反應及機械加工而制得的纖維，稱為合成纖維。如尼龍：也稱為錦綸，耐磨、彈性好，但其耐熱性差。滌綸：也稱的確良，耐磨、耐腐蝕，制作的衣物挺括不皺。腈綸：也稱開司米，制成的絨線柔軟蓬松，強度好，耐熱性好。13-2-6新型有機聚合物1．導電聚合物,如：2.

2.

可降解聚合物I．

光降解塑料：添加光敏劑II．

生物降解塑料：由天然聚合物和人工聚合物共混而成。制成的外科手術(shù)線可被人體吸收，傷口愈合后不用拆線。13-2

無機聚合物1．鏈狀無機聚合物：鏈型硅酸鹽2．層狀無機聚合物：