第二讲 环保绿色合成.pptVIP

高分子材料的绿色合成化学;■CONTENT 3.1 以水为分散介质的聚合技术 3.2 离子液体中的聚合技术 3.3 超临界流体中的聚合技术 3. 4 低残存VOC的水基聚氨酯合成技术 3.5 辐射交联聚合技术 3.6 等离子体聚合技术 3.7 酶催化聚合技术; 高分子材料合成与应用中的绿色化战略的形成有助于指导人们在高分子材料的合成及加工领域为人类创造更美好的绿色未来。鉴于高分子材料特有的实用性因素，人们更需要用冷静的头脑考虑高分子材料的合成与应用的安全性能，用全面的、长远的眼光在合成高分子材料时开发完全绿色的方法与工艺。 在高分子材料的合成中应考虑“生态高分子材料”的概念，它不仅涉及“生态化学”（主要指原料和高分子聚合过程），而且涉及“生态生产”（主要指生产环境） 、“生态使用”、“生态回收”、“再生利用”以及残留在生态环境中可能产生的“深远影响”等。理想的生态高分子材料研究内容应包括采用无毒、无害的原料、进行无害化（废气、废水、废渣）材料生产（即零排放） 、制品成型和使用周期中无环境污染、废弃后易回收和再生利用的高分子材料。; 高分子绿色合成表现为以下几点要求： （1）反应原料应选择自然界中含量丰富的物质，而且对环境无害，避免使用自然界中的稀缺资源，尤其是选择农副产品作为原料是最好的选择。 （2） 聚合过程中使用的溶剂实现无毒化。 采用水、离子液体、超临界流体作溶剂，或对使用的有毒溶剂进行循环利用，并降低其在产品中的残留率。 （3） 聚合过程使用新技术。 （4） 采用高效无毒化的催化剂提高催化效率，缩短聚合时间，降低反应所需的能量。 （5） 聚合过程中没有副产物的生成至少没有有毒副产物的生成。;3.1 以水为分散介质的聚合技术;3.1.1以水为介质聚合的优缺点;乳液聚合存在的缺点 ;3.1.2 水相聚合体系的组成及其作用; 为了改善乳液聚合物硬度、抗张强度、耐磨性、耐溶剂性、耐水性，常需要对线型聚合物进行交联形成网状结构聚合物。共聚物中含有可交联基团的共聚单体，如（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酰胺时，它们与外加??联剂反应或这些基团之间相互反应都可以生成交联型聚合物，从而改善聚合物性能 ;2. 乳化剂;乳化剂 ;3. 引发剂;4. 分散介质;3.1.3 水相聚合反应原理; 1. 分散阶段;2. 成核阶段（阶段I）; ;3. 乳胶粒长大阶段（阶段II）;;4. 聚合完成阶段（阶段III）; 水相中的引发剂继续不断地分解出自由基，而自由基也不断扩散到乳胶粒中并在乳胶粒中引发聚合。此时由于乳胶粒只能消耗自身贮存的单体发生聚合反应而得不到补充，故乳胶粒中单体浓度不再能保持固定而是随时间逐渐降低。随着单体浓度逐渐减少聚合物浓度逐渐升高，大分子链彼此缠结在一起，乳胶粒内部黏度逐渐增大使自由基在乳胶粒中的速率急剧下降，随着转化率的提高乳胶粒中单体浓度降低，反应速率本应下降，但在阶段Ⅲ由于链终止反应速率急速下降，反应后期反应速率不仅不下降，反而随转化率增加而大大加速，这种现象被称为Trommsdoff效应或凝胶效应。; 有些单体的聚合过程在阶段Ⅲ的后期转化率增至某一值时转化速度会突然降低至零。这种现象叫玻璃化效应。这是因为在阶段Ⅲ乳胶粒中聚合物浓度随转化率增加而增大，单体-聚合物体系的玻璃化温度Tg也随着提高（在玻璃化温度以下，体系处于硬脆类似固态玻璃的状态），当转化率增大某一定值时，体系的玻璃化温度恰好等于反应温度，此时乳胶粒中不仅活化分子链被固结，而且单体也被固结，所以使链增长速率急剧降低为零。 ;3.2 离子液体中的聚合技术;3.2.1自由基聚合 ;3.2.2 离子聚合 ;3.2.3缩聚和聚加成聚合;3.2.4配位聚合 ;3.2.5电化学聚合 ;3.3超临界流体中的聚合技术;3.3.1 超临界二氧化碳中的聚合反应; 使用超临界流体处理废弃塑料是一项新技术。超临界水具有常态下有机溶剂的性能，溶解有机物，而不溶解无机物，还具有氧化性。它可以和空气、氮气、氧气和二氧化碳等气体完全互溶，所以它可以作为氧化反应的介质，又可以直接进行氧化反应。它还可以分解和降解高分子物质，回收有价值的产品，循环利用资源，满足环保需要。;3. 4 低残存VOC的水基聚氨酯合成技术; 与溶剂型聚氨酯胶黏剂相比，水性聚氨酯胶黏剂具有以下特点： （1）大多数水性聚氨酯胶黏剂中不含有反应性NCO基团，因而树脂主要靠分子内极性基团产生内聚力和黏附力进行固化。 （2）除了外加的高分子增稠剂外，影响水性聚氨酯黏度的重要因素还有离子电荷、核壳结构、乳液粒径等。 （3）黏度是胶黏剂使用性能的一个重要参数。水性