第二十二章 合成高分子化合物

第二十二章合成高分子化合物

第一节基本概念第一节基本概念

分子量： 1000 以下：低分子 5000 以上：高分子 链节——组成高分子的重复单位 单体——能聚合成高分子的低分子

一、分子量

1 、分子量大，具有多分散性。 2 、具有线型和网型结构 。3 、全是固态或凝胶体状态，易机械加工，有绝缘性和耐腐蚀性。

二、特点

按来源天然

合成

按结构线型体型支链型

按性能和用途

塑料橡胶纤维

三、分类

第二节第二节高分子的结构和性能的关系高分子的结构和性能的关系

一、高分子的两种基本结构

1 、线型——链与链之间没有交联

2 、体型——链与链之间通过共价键形成的三维空间的网状结构。

二、高分子化合物的聚集状态

1 、晶相高聚物和非晶相高聚物 2 、非晶相线型高聚物的聚集状态 玻璃态 高弹态 粘流态

三、高分子的性能与结构的关系1 、机械强度 2 、耐热性 3 、绝缘性 4 、弹性和塑性

第三节第三节高分子的合成高分子的合成

一、加聚反应

1. 加聚反应的定义 2. 加聚反应的特点 3. 加聚反应的类型

C-O-O-C

常见的引发剂：有机过氧酸、偶氮化合物、无机过氧化物。如：

O O

C-O·

O

2

·2 +CO2

游离基与单体结合生成单体游离基

R• +CH2=CH

X

R-CH2-CH·

X

2 、链的增长

R-CH2-CH·

X

CH2=CH

X

+ R-CH2-CH-

X

CH2-CH·

X

CH2=CH

X R-CH2-CH-

X

CH2-CH·

X

CH2-CH-

X

……

3 、链的终止

A. 双基结合终止

·CH-CH

X

CH2-CH·

X

+

CH2-CH-

X

CH-CH

X

B. 双基歧化终止 ·CH-CH

X

CH2-CH·

X

+

CH2-CH2

X

CH=CH

X

+

终止的副反应

向单体分子转移 向溶剂、添加剂、杂质转移 向大分子转移

（二）正离子加聚反应

1 、引发：

BF3+H2O H+(BF3OH)-

+ H+(BF3OH)-CH3C=CH2

CH3

CH3C （ BF3H)-

CH3

CH3

+

2 、链的增长

CH3C （ BF3H)-

CH3

CH3

+CH3C=CH2

CH3

+

CH3C—CH2—

CH3

CH3

+CH2C （ BF3H)-

CH3

CH3

+ ……

3 、链的终止

CH2—C

CH3

CH3

+

-H+

+X-

CH=CCH3

CH3

CH2—C—X

CH3

CH3

（三）负离子加聚反应

1 、引发：

NH2- + CH2=CH

X

CH2—CH

X

H2N--

2 、链的增长

CH2—CH

CH2—CH

X

H2N--

+

X

CH2—CH—

X

H2N--

CH2=CH

X

……

3 、链的终止

负离子加聚反应本身没有终止反应，要终止，必须加入终止剂，如果加入的是活性高聚物，则得到接枝型化合物。

Ti R + CH2=CH2

配位

CH2=CH2

Ti R

Ti R

CH2—CH2

Ti CH2

CH2—R

移位

配位聚合的特点

反应产物无支链 空间构型是有规则的排列

二、缩聚反应

缩聚反应是由相同或不同的单体，经过分子之间的缩合反应而形成的高聚物的过程。

配位聚合的特点

多数反应是可逆反应，反应中有低分子生成。 每个单体必须带有两个活性基团

（一）单体的结构

OH

H

H H

H2N(CH2)nNH2

HOOC(CH2)nCOOH

HOOC(CH2)nNH2

HO(CH2)nOH

（二）缩聚反应的历程

1 、链的开始

aAa+bBb aABb+ab

aABb+aAa aABAa+ab

2 、链的增长

aABb + aABb aABABb+ ab

3 、链的终止物理因素：随着反应的进行，官能团浓度减少，粘度增加，官能团碰撞机会减少。

化学因素

官能团分解失去活性 单体非等当量比 原料含有单官能团杂质 发生环化反应

HCHO

OH

H

H CH2OH

OH

H

H H

OH

H

H CH2— OHOH

HCHO,PhOH

-H2O

OH

CH2

CH2— OH

CH2

CH2

HO

CH

2

OH

H

H CH2— OH

第四节第四节

高分子应用高分子应用

一、色层分离

离子交换树脂 螯合树脂 亲和层析

二、高分子载体

高分子作为反应物载体的反应 高分子试剂的反应 高分子催化剂的反应