高分子化学第7章1第8节概论.pptVIP

* 4. 应 用 例1、美国洛克希德飞机公司，波音767型飞机每架使用了3t Kevlar材料，使机身重量减轻了1t，与波音727型飞机相比，节省燃料消耗30%。 例2、Kevlar纤维弹性好，在重量比钢材料轻一半的条件下，其防弹能力是钢的5倍。 美国陆军在1982年就下发了13，3000件Kevlar纤维的防弹背心，可有效地防护50米内手枪和200米以外步枪子弹的杀伤。 * 例3、1976年蒙特利尔奥林匹克主体育馆的支撑结构和顶棚材料采用了Kevlar涤层织物和Kevlar 绳。 例4、Kevlar还用作阿波罗登月飞船软着陆降落伞绳带、直升飞机吊绳、抛锚绳、潜水装置、海底电视电缆等等。 * Kevlar chemical structure H-bonds * * * * * 聚氨酯合成路线 二氯代甲酸酯 二元胺 聚氨酯 1）二氯代甲酸酯和二元胺缩聚制聚氨酯： 2）二异氰酸酯和二元醇加成制聚氨酯： 聚氨酯 二异氰酸酯 二元醇 缩聚 加聚 * 该反应是加成聚合，醇的 活泼H 加到 N原子 上，无副产物生成。但是属于逐步聚合机理。 以二异氰酸酯为原料的路线是工业生产聚氨酯的主要方法。 二异氰酸酯和二元醇加成制聚氨酯： 聚氨酯 二异氰酸酯 二元醇 * 2. 聚氨酯合成的化学基础 异氰酸酯 R—N=C=O 中的异氰酸基 —N=C=O 是很活泼的基团，能与水、醇、胺、羧酸等含活泼氢的化合物发生加成反应，氢加到N原子上。 Y—H： HO-H；RO-H； RNH-H； RCOO-H 活泼H + H—OR→ —NH-CO-OR (聚氨酯结构) —N=C=O + Y —H —N—C—Y = O H * 聚氨酯结构单元 聚脲结构单元 聚酰胺结构单元 * 当两官能团的二元二异氰酸酯与二元醇反应，可生成聚氨酯： 聚氨酯 二异氰酸酯部分 二元醇部分 * （1）常用的二异氰酸酯有： 3. 原 料 2，4-甲苯二异氰酸酯 2，6-甲苯二异氰酸酯 六亚甲基二异氰酸酯 萘二异氰酸酯 （2）二元醇类： a、低分子醇： 如1，4 -丁二醇 HOCH2CH2CH2CH2OH b、带有羟基端的低分子聚醚(聚醚二醇)c、带有羟基端的低分子聚酯(聚酯二醇) * 带有羟基端的低分子聚醚、聚酯： HO （OR）n—OH HO (OROCOR’CO)m—OH 聚酯二醇 聚醚二醇 聚醚或聚酯分子链是软链段，使高分子柔性较好。 HO OH 通过控制过量二元醇的量（醇的过量系数）调节聚醚或聚酯分子量。 聚醚或聚酯分子量约2000 ~ 4000，属低分子聚醚、聚酯。 聚醚或聚酯二醇都可简写成： * 二异氰酸酯部分 聚醚或聚酯的结构特征: 聚醚或聚酯提供软链段。 HO OH 通过调节聚醚二醇、聚酯二醇的链结构，最终可改变与控制聚氨酯材料的性能： HO （OR’）n—OH HO -(OR’OCOR’CO)m—OH * （3）异氰酸端基预聚物： 对于大多数聚氨酯，一般先将适当过量的二异氰酸酯和聚醚二醇或聚酯二醇反应，生成 异氰酸端基预聚物。 适当过量 异氰酸端基预聚物简写作： 异氰酸端基 异氰酸端基 氰酸端基预聚物 * （4）扩链反应 分子量不高的预聚物，通过末端活性基团的反应，使分子相互连接而增大分子量的过程，称为扩链；相应的反应称为扩链反应。例如， 在聚氨酯树脂合成过程中，就是将分子量较低的带有 —N=C=O 端基的预聚体与H 2 O、二元醇或胺基反应，经扩链而生成高聚物。 氰酸端基预聚物： —ORO— + HO R OH * 3）预聚体与肼的扩链反应： 脲基团（硬链段） 两个相连脲基团 —ORO— + HO R OH 酯键（软链段） 1）预聚体（过量）与二元醇的扩链反应： 2）预聚体与水的扩链反应： * 总之， 聚合物的许多性质，如，玻璃化温度、熔点、模量、弹性、抗张强度、吸水性等，都可以由改变软段、硬段的性质和比例，扩链剂的种类和用量来调整。 即： 1）原料控制 2）预聚物控制 3）扩链控制 小结如下： * 1）原料控制： 聚醚二醇 OCN—R—NCO 控制二异氰酸酯种类 HO (OROCOR’CO)n—OH 聚酯二醇 HO (OR)n—OH 2，4-甲苯二异氰酸酯 2，6-甲苯二异氰酸酯 六亚甲基二异氰酸酯 萘二异氰酸酯 控制聚醚、聚酯的种类: * 异氰酸端基预聚物： 2）预聚物控制： 预聚物的种类、