高聚物生产技术

1. 高聚物生产技术 主编　侯文顺 全国高职高专规划教材

2. 绪论Introduction 教学目的： 　　掌握高聚物的基本概念； 　　掌握高聚物的命名与分类方法； 　　了解高聚物的形成反应类型、基本特点及工 业生产方法； 　　了解高分子科学的发展过程与展望。

3. 高分子材料的应用 衣 食 行 用 住 科技 辽宁老工业基地的振兴

4. 高聚物材料在电器方面的应用（部分实例）

5. 单体 结构单元 常用的术语 重复结构单元 聚合度 绪　　论 一、高聚物的基本概论 ●高聚物 高聚物（high polymer）是高分子化合物（macromolecular compound）的简称，是由 成千上万个原子通过化学键连接而成的高分子（macromolecule）所组成的化合物。 ●高聚物的基本特点 　相对分子质量大　　 高聚物的基本特点　分子链长 　相对分子质量具有多分散性 ●常用的术语

6. ＋ n HOOC－　　　－COOH n HO－CH2－CH2－OH HO［C－　　　－C－O－CH2－CH2－O］H Cl Cl Cl Cl Cl Cl n 结构单元 结构单元 O O 重复结构单元 绪　　论 简写 ［CH2－CH］ ▓实例分析 　　以氯乙烯（VC）为单体，通过聚合生成聚氯乙烯（PVC）。 n CH2＝CH→　～CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH～ 　　以对苯二甲酸、乙二醇为单体，通过聚合生成聚对苯二甲酸乙二酯（的确良）。 n 结构单元 重复结构单元

7. 重复结构单元≥结构单元 绪　　论 ▲单体（monomer） 　　　　能够形成结构单元的分子所组成的化合物，即聚合时的小分子原料。 ▲结构单元（structural unit） 　　　　组成高聚物重复结构单元的基本单元。 ▲重复结构单元（structural repeat unit） 　　　　高分子链中重复出现的单元，即链节（chain element）。 ▲聚合度（degree of polymerization） 　　　　重复结构单元数目，即链节数。单独提出用DP或Xn表示，在结构式中用n表示。 ●三个关系的处理 ▲结构单元与重复结构单元的关系 ▲单一高分子的相对分子质量与聚合度、重复结构单元相对分子质量的关系

8. 绪　　论 ▲单一相对分子质量与平均相对分子质量的关系 　　单一相对分子质量只对个体高分子，平均相对分子质量是体系内所有个体相对分子质 量的平均值。个体高分子的相对分子质量没有实用价值，真正有价值的是平均相对分子质 量的大小。 原因：高聚物是由相对分子质量不等的同系聚合物组成的混合物，即高聚物的相对分 子质量具有多分散性。 多分散性的描述：分布曲线法、分散系数HI法。 ▲常见三大合成材料的相对分子质量范围

9. “聚”＋单体名称 树脂命名法 通俗命名法 橡胶命名法 高聚物的命名 结构特征命名法 习惯或商品命名法 系统命名法 绪　　论 二、高聚物的命名与分类 ●高聚物的命名 ▲通俗命名法 △“聚”＋单体名称 ▓实例　聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚异丁烯、聚偏二氯乙烯等。 　　　　　　注意：取代基的位置用文字代替。 △原料名称简字＋“树脂” 　　▓实例　酚醛树脂、脲醛树脂（聚合单体简字） 　　　　　　扩充：聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂等（成型加工原料）

10. 绪　　论 △单体简字＋“橡胶” ▓实例　丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶 △结构特征命名 　　具有“酯－COO－结构”的高聚物称为聚×××酯；具有“酰胺－CONH－结构”的高 聚物称为聚×××酰×××胺；具有“醚－O－结构”的高聚物称为聚×××醚。 ▲习惯名称与商品名称 COOCH3

11. 碳链高聚物（carbon chain polymer） 杂链高聚物（carbon chain polymer） 按高分子主链结构分类 元素有机高聚物（carbon chain polymer） 无机高聚物（carbon chain polymer） 塑料（plastics） 橡胶（rubber） 按高聚物用作分类 纤维（fiber） 涂料 黏合剂 线型高聚物 按高分子链几何形状分类 支链型高聚物 体型高聚物 结晶高聚物 按高分子链排列情况分类 非晶高聚物 绪　　论 ●高聚物的分类

12. 加聚反应（polyaddition reaction） 按元素组成和结构变化分类 缩聚反应（polycondensation reaction） 高聚物化学转变 连锁聚合反应（chain polymerization） 按反应机理分类 逐步聚合反应（step-reaction polymerization） 绪　　论 三、高聚物的形成反应 ●高聚物的形成反应（formation reaction of polymer） 　　是指由低分子单体形成高聚物的化学反应。广义还应包括利用高聚物的化学变化转化 为另一种高聚物的反应。 ●高聚物形成反应的类型

13. 本体聚合（bulk polymerization） 溶液聚合（solution polymerization） 连锁聚合反应工业实施方法 悬浮聚合（suspension polymerization） 乳液聚合（emulsion polymerization） 熔融缩聚（melt polycondensation） 溶液缩聚（solution polycondensation） 逐步聚合反应工业实施方法 固相缩聚（solid phase polycondensation） 界面缩聚（interface polycondensation） 乳液缩聚（emulsion polycondensation） 绪　　论 四、聚合反应的工业实施方法 ●适用于连锁聚合反应的工业实施方法 ●适用于逐步聚合反应的工业实施方法 选择聚合实施方法的原则：根据产品性质要求、单体性质、产品用作等缩合 考虑。　

14. 绪　　论 五、高分子科学的发展概况 ●天然高聚物的利用与改性阶段（19世纪前～19世纪末） ●合成高分子工业的发展与高分子化学的建立阶段（20世纪初～40年代末） ●现代高分子科学阶段（20世纪50年代初～20世纪末） ●21世纪的高分子科学 ▲在合成上　探索新的合成反应与方法；探索和提高高分子链结构有序和实现特定聚 集态结构的合成技术；用普通单体通过共聚合成新的高聚物。 　　▲在结构与性能上　研究高分子链和聚集态各层次的结构和相态特点及对材料宏观性 能、功能的影响；研究外场条件对各层次高分子链运动和结构的影响规律，开发潜在性 能；研究新型高分子材料结构的特点、规律；研究生物高分子的结构特点、信息传递，合 成仿生功能材料。 　　▲在成型加工上　研究高聚物成型原理，实现工业化；搜集高聚物流体数据，用计算 机进行成型设计；注意在成型加工过程中控制结构，形成技能。 　　▲在高分子化学上　精确设计、精确操作，发展完善高分子化学与物理的结合，实现 纳米化、功能化、仿生化。

15. 绪论小结 ▲高聚物的基本特点：相对分子质量大、分子链长、相对分子质量的多分散性 ▲主要概念：高聚物、单体、结构单元、重复结构单元、链节、聚合度、多分散 性、相对分子质量 ▲命名方法：通俗法 ▲高聚物的类型： 〆从主链结构上分：碳链高聚物、杂链高聚物、元素有机高聚物、无机高聚物 〆从用途上分：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、离子交换树脂 〆从高分子链排列上分：结晶高聚物、非结晶高聚物 〆从高分子链几何形状上分：线型、支链型、体型 ▲高聚物的形成反应：连锁聚合、逐步聚合、高聚物转化 ▲聚合的工业实施方法取决于原料性质、产品用途、质量要求。具体的： 〆连锁聚合可用本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等方法； 〆缩聚可用熔融缩聚、溶液缩聚、固相缩聚、界面缩聚、乳液缩聚等方法。 ▲展望21世纪的高分子科学