第七组高分子材料.pptVIP

聚合物的概念，高分子材料的结构基础 聚合物的线性结构 聚合物的体型结构 聚合反应的分类 加聚反应 缩聚反应 共聚反应 碳链高分子结构及特点 杂链高分子结构及特点 元素高分子结构及特点 梯形高分子结构及特点 重要单体：共轭二烯烃 高分子链的结构和形态 不同结构形态的进一步分析 异构体的分类 几何异构 立体异构 旋光异构 丁二烯作举例 飞楔式展示异构 思考题 * 2.体型 线型大分子以化学键交联而形成的三维网状结构，也称网型结构。部分缩合树脂具有此种结构(交联或固化前也为线型或支链型分子)。 由于化学键结合力强，且交联形成一个“巨大分子”，故一般来说此类树脂的强度较高、弹性模量较高、变形较小、较硬脆并且多没有塑性、耐热性较好、耐腐蚀性较高、不溶不熔。 体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热时不会软化，故称为热固性树脂。 体型 功能性小分子单体直接发生聚合反应 通过在功能性小分子中引入可聚合基团得到单体，然后进行均聚或共聚反应生成功能聚合物这些可聚合功能性单体中的可聚合基团一般为双键、羟基、羧基、氨基、环氧基、酰氯基、吡咯基、噻吩基等基团。 发生加成聚合反应，开环聚合反应，缩聚反应以及氧化偶合反应。 加成聚合反应 特点：除了生成聚合物外，并不生成其他任何产物（聚合物中包含了单体中全部的原子）。 典型：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。 n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH H [ NH-(CH2)6-N-C-(CH2)4-C ] nOH + (2n - 1)H2O H O O 的确良 n HO-C- -C-OH + n HO-CH2CH2-OH O O HO [ C- -C-O-CH2CH2-O ] nH + (2n - 1)H2O O O 环氧树脂、酚醛树脂也由缩聚反应得到。 缩合聚合反应 含有双官能团或多官能团的单体分子，通过分子间官能团的缩合反应把单体分子聚合起来，同时生成水、醇、氨等小分子化合物，称为缩合聚合反应。 特点：单体分子不仅发生聚合，还生成其他小分子。 共聚合反应 将两种或两种以上不同的单体进行聚合的反应为共聚合反应，得到的聚合物叫共聚物。 特点：分子与分子发生的聚合，并不产生其他分子。 按照共聚物中单体分布的不同，可分为交替共聚、嵌段共聚、无规共聚和接枝共聚等。 交替共聚 无规共聚 嵌段共聚 接枝共聚 碳链高分子 分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分子（大多由加聚得到）如： 这类高聚物不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。 杂链高分子 分子主链由两种或两种以上原子如：O，N，S，C等以共价键相连的高分子，如： 这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性，易水解，醇解或酸解 优点：耐热性好，强度高 缺点：易水解 这类聚合物主要用作工程塑料 元素高分子 分子主链含Si，P， Al， Ti， As， Sb， Ge等元素的高分子。如硅橡胶： 这类高聚物的特点是具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。但强度较低。 梯形聚合物 分子主链不是单链而是象“梯子”或“双股螺旋线”。如聚丙烯晴纤维加热时，升温过程中环化，芳构化形成梯形结构（进一步升温可得碳纤维），可作为耐高温高聚物的增强填料。 这类聚合物的特点：热稳定性好，因为受热时链不易被打断，即使几个链断了，只要不在同一个梯格中不会降低分子量。 重要单体： 双烯类单体（共轭二烯烃） 以最简单的双烯单体丁二烯为例来考虑键接方式： Diels-Alder反应： 丁纳橡胶：最古老的橡胶，Na催化下60℃进行加聚反应 高分子的链结构与形态 　　线型　　梳型 　　支链型　蓖型 高分子链的几何形状　网型　　星型 　　梯型 　　体型 　　★高分子的立体异构 旋光异构（左旋L－、右旋D－） 几何异构（顺式、反式） 二、高分子链的构象与柔性 　　★柔性 　　是指大分子链有改变分子链形态的能力。原于σ键的内旋转。 　　★分子链的内旋转 　　以小分子二氯乙烷的内旋转为例。 σ －氯原子 －碳原子 高分子的链结构与形态 　　旋转图每逆时针旋转60o的构象分解 　　旋转过程中构象不断变化，位能（U）也不断变化。旋转的难易取决于旋转位能的的 高低，位能越低越容易旋转。分子结构不同，位能不同，一般电负性大、取代基多或大， 位能越大。 　　高分子链的内旋转本质与小分子一般，只是σ键多，