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项目 20 课件一. 高聚物的化学变化. 高聚物化学变化的特点与类型. ● 高聚物化学变化的定义 高聚物在物理（热、光、电、机械力和辐射能等）及化学（氧、臭氧、水、 酸、碱、胺和试剂等）的因素影响下，发生的引起高聚物化学结构和化学性质变 化的一类化学反应 。 ●研究高聚物化学变化的目的 对已有高聚物进行改性；以现有高聚物为原料合成高聚物；研究高聚物的结 构；防止高聚物老化；开发功能高分子材料。 ●高聚物化学变化的特点 不能分离出结构单一的产物；非均相反应；容易降解与交联。并且，受静电 荷与位阻影响大；非结晶区容易反应，而结晶区难；溶解与溶胀能加快反应进行；
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项目20 课件一 高聚物的化学变化
高聚物化学变化的特点与类型 ●高聚物化学变化的定义 高聚物在物理（热、光、电、机械力和辐射能等）及化学（氧、臭氧、水、 酸、碱、胺和试剂等）的因素影响下，发生的引起高聚物化学结构和化学性质变 化的一类化学反应。 ●研究高聚物化学变化的目的 对已有高聚物进行改性；以现有高聚物为原料合成高聚物；研究高聚物的结 构；防止高聚物老化；开发功能高分子材料。 ●高聚物化学变化的特点 不能分离出结构单一的产物；非均相反应；容易降解与交联。并且，受静电 荷与位阻影响大；非结晶区容易反应，而结晶区难；溶解与溶胀能加快反应进行； 转化率较低；全同立构比无规立构容易反应；相溶性不好的高聚物反应后的产物 也不均匀。 ●高聚物化学变化的类型 除一般的有机化学反应（取代、加成、消除、水解、酯化、氢化、卤化、醚 化、磺化、环化、离子交换等）外，还可以发生络合、氧化、降解、支化、接枝、 表面及分子间的反应等。
高聚物的基团反应 ●总体情况描述 用途：合成新的高聚物；赋于现有高聚物新的性能。 反应的对象：高分子与小分子、高分子与高分子、高分子内 反应条件：低温、缓慢搅拌、惰性气体保护 一、酯化反应 实例1： 天然纤维素与浓硝酸反应 ［C6H7O2(OH)3］n + 3nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O 纤维素 纤维素三硝酸酯 产物用途：含氮量为11%的用作赛璐珞塑料；含氮量为12%的用作涂料或黏 合剂；含氮量为13%的用作无烟火药。 实例2： 天然纤维素与醋酸酐反应 ［C6H7O2(OH)3］n + 3n(CH3CO)2O [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH 纤维素三醋酸酯 产物用途：电影胶片、摄影胶片的基材 反应所用的溶剂为醋酸、二氯甲烷，稀释剂苯、二甲苯。酯化程度取决于反 应条件。
~CH2－CH~ ~CH2－CH~ ~CH2－CH~ ~CH2－CH~ ~CH2－CH~ ~CH2－CH~ SO3H 高聚物的基团反应 二、磺化与氯甲基化反应 实例：交联聚苯乙烯与浓硫酸反应，制备聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂。 实例：交联聚苯乙烯与氯甲醚进行氯甲基化反应，再经处理制备阴离子交换 树脂。 浓H2SO4 CH3OCH2Cl NR3 ZnCl2 CH2Cl NaOH CH2N R3OH CH2N R3Cl
高分子骨架 高分子骨架 O－S－O CH2N OH 可交换离子 O CH3 CH3 官能团 H 可交换离子 官能团 （阳离子交换树脂） （阴离子交换树脂） ~CH2－CH~ ~CH2－CH~ Cl2 、SO2 ~CH2－CH2~ ~CH－CH~ －HCl SO2Cl Cl 高聚物的基团反应 离子交换树脂的结构 用途：生产离子交换树脂 三、氯化反应 实例1：聚乙烯在二氯化硫存在下的氯化，可得氯磺化聚乙烯。
2CSO2Cl + MnO2 CSO2•OMnO•CH H2O Cl Cl2 [CH2－CH]n ［CH－CH］x［CH－C］y 氯苯 （Cl=73%），X＞2Y （Cl=56%） Cl Cl Cl Cl Cl 高聚物的基团反应 应用：通过与氧化锰作用，进行交联，获取综合性能良好的弹性体。 实例2：PVC在氯苯中氯化，制取过氯乙烯。 应用：性能优于PVC的胶黏剂、涂料、合成纤维、耐热管材、板材等。
~CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH~ NaOH H2O ~CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH~ NaOH H2O OH OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 OH OH OCOCH3 OH OH OH OH OH (CH3CO)2O ~CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH~ 高聚物的基团反应 四、醇解反应 实例：PVAC醇制备聚乙烯醇
CH2 CH2O ~CH2－CHCH~ －H2O 聚乙烯醇缩甲醛 CH2 CH2 ~CH2－CHCH~ CH2 CH3CH2CH2CHO ~CH2－CHCH~ －H2O 聚乙烯醇缩丁醛 O O O OH OH O CH CH2 CH2 CH3 高聚物的基团反应 用途：主要产品为1788和1799，用于表面活性剂、胶黏剂、上胶剂、包装材 料、功能高分子和维尼纶纤维等。 其中维尼纶的反应过程如下：
CH2CH2CH2CH2 CH CH CH CH CN CN CN CN C C C C C C C C C C C C C C 高聚物的基团反应 五、环化反应 实例：聚丙烯腈环化制备碳纤维（轻质、强度高、耐高温（3000℃ ）） 用途：用于航天、飞机、舰船、原子能、化工等设备的制造。 六、功能高分子的基团反应 主要包括：氧化还原树脂、高分子催化剂、高分子试剂、高分子药物、高分 子金属络合物、高分子复合物、感光性高分子、螯合高分子、水溶性高分子、配 位高分子、导电高分子、力化学反应高分子等。
