第一章聚合物加工原理ppt课件.ppt

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1、第一章高聚物加工基础理论1、高聚吻，也称高分子化台物一般而言，如果化合物的物理、化学性质不因其分子量稍有不同而变化，那么该化合物就叫高分子。如表1—1所示。常用的高分子化合物．分子量高达104-107，原子数多达103-105个2、共聚物类型：交替共聚物无规共聚物嵌段共聚物接技共聚物3、性能千差万别柔软富有弹性坚韧强度很大具有特殊功能可抽丝可制成薄膜制成各种形状的制品等优异的使用性能和良好的加工性能使高聚物材料在所使用材料中所占的比例逐年上升。4、性能与结构密切相关这是高分子化学及物理研究的内容

2、，也是高聚物加工基础理论。三部分内容（1）认识高聚物的结构（2）高分子的分子运动及性能(3)研究高聚物的填充和共混改性————即所谓的织态结构织态结构也是决定高分子材料性能的重要因素研究上述内容可掌握现有高聚物的性能规律，并能正确选用高聚物，同时对合理的选择各类高聚物的加工方法、设备及加工工艺条件有非常重要的指导意义。第一节高分子链的结构高分子的链结构反映高分子各种特性的最主要的结构层次，它直接影响高聚物的某些特性如：熔点、密度、溶解性、粘度、粘附性等。聚集态结构决定聚合物材料使用性能的主要因素

3、。高聚物结构层次状况见图l—l中二、高分子链的近程结构(一)高分子链的化学组成高分子链是由许多结构单元或链节重复连接构成的。故链节的化学结构就是高分子链的主要化学结沟。按主镀结构的化学组成，高聚物可分为三大类。主链元素（链原子）组成碳链高分子：主链（链原子）完全由C原子组成。杂链高分子：主链原子除C外，还含O,N,S等杂原子。元素有机高分子：主链原子由Si,B,Al,O,N,S,P等杂原子组成。1．碳链高分子这种高分子的主链全部由以共价键相连接的碳原子组成如：聚苯乙烯、丁苯橡胶、聚丙烯脂、顺丁橡

4、胶等大多通过加聚反应制得这类高聚物不易水解，较易成型加工主要缺点是容易燃烧，耐热性较差，容易老化。2．杂链高分子杂链高分子主链中除含有碳原子外，还有氧、氮、硫等两种或两种以上的原子并以共价键相连接组成如：聚酰胺、聚氨酯、聚甲醒、聚砜等缩聚反应或开环聚合制得易水解，但这类高聚物耐热性好，强度高。3．元素高分子主链中含有硅、硼、磷、铝、钛、砷、锑、锗等元素的高分子称为元素高分子如：有机硅橡胶、聚钛氧烷、主链含磷的聚合物等(二)单体单元的键合缩聚和升环聚合反应————单体是以确定的方式连接在一起的加聚

5、反应过程————单体的连接方式就不那么简单。1．单烯类单体的键合—烯烃的分子为非对称结构、单体单元的键合会出现：“头—头”、“尾—尾”、“头—尾”2．双烯类单体的键合双烯类单体单元的键合结构更复杂：1，2—加成、3，4—加成、1，4—加成中仍有“头—尾”．“头—头”、“尾—尾”的键合问题，但一股以“头—尾”键合为主。自由基聚合的氯丁橡胶，1，4—加成产物中“头—头”键合的含量达30％。3．共聚物单体的键接方式元规共聚物交替共聚物嵌段共聚物接校共聚物这四种共聚物分子链的微观结构不同，性能也就有很

6、大的差异a.无规共聚物，两种单体无规则排列，造成分子链的不均一性。b.交替共聚物的分子链节是均匀的，c.嵌段共聚物和接枝共聚物，则由聚合物A包围聚合物B，或相反，由聚合物B包围聚合物A，造成聚集态上的不均一性。由于结构不同，共聚物呈现出不同的物理—力学性质综上所述，改变共聚物的组成和结构，可在一定范围内提高和改善共聚物材料的性能，合成出具有特殊性能的高聚物材料。(三)高分子的构型构型是指分子中各原子在空间的相对位置和排列，改变构型必须经过化学键的断裂。高分子链的构型包括几何异构和旋光异构。1．旋

7、光异构三种键接方式全同立构无规立构间同立构高分子全部由一种旋光异构单元键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元交替键接而成。分子链结构规整，可结晶。两种旋光异构单元无规键接而成。分子链结构不规整，不能结晶。等规度是指高聚物中含有全同和间同立构的总的百分数。只有用特殊催化剂如Ziegler-Natta催化剂进行配位聚合得到有规立构聚合物。由于内消旋或外消旋作用，即使等规度很好的高分子也没有旋光性。例如：全同PS：结晶Tm=240℃无规PS：不结晶，软化温度80℃。全同或间同的聚丙烯，结构

8、比较规整，容易结晶，可纺丝做成纤维，而无规聚丙烯却是一种橡胶状的弹性体。常用来与碳酸钙混合制成降低塑料成本的改性剂。2．几何异构当大分子链上存在双键时，形成双键的碳原子上的取代基不能绕双键旋转，否则将会破坏双键中的键。当组成双键的两个碳原子同时被两个不同的原子或基团取代时，即可形成顺、反两种异构体，称为几何异构体。当双键上两碳原子所带的体积大的取代基位于双键的同一侧时，为顺式构型；位于异侧时，为反式构型以1，4加成的异戊二烯为例：构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。由于聚