高分子化学9_潘祖仁版_课件.pdf

第九章聚合物的化学反应 第九章聚合物的化学反应 Chemical Reaction of Chemical Reaction of Polymer Polymer 1 高分子化学是一门研究高分子化合物合成与反应的科学 高分子的化学反应： 定义：聚合物分子链上或分子链间官能团相互转化的化 学反应过程。 研究高分子化学反应的意义： 扩大高分子的品种和应用范围，且通过聚合物化学改性合 成具有特殊功能的高分子，高分子发展方向； 在理论上研究和验证高分子的结构； 研究影响老化的因素和性能变化之间的关系； 研究高分子的降解，有利于废聚合物的处理和利用。 2 高分子化学反应的分类： 聚合物基团反应：聚合度及总体结构基本不变的反 应，只是侧基和端基变化，也称之为相似转变。许多功能 高分子也可归属基团反应 聚合度增大的反应：如交联、接枝、嵌段、扩链等 聚合度变小的反应：如降解，解聚 3 9.1 聚合物化学反应的特征 高分子基团可以起各种化学反应 基团间反应后，引入基团或转变成另一基团，形成新的 聚合物或其衍生物。 由于存在链结构和聚集态结构，高分子基团反应具有特 殊性。 1 ）大分子基团的活性 大分子链上的基团很难全部起反应 参加化学反应的主体是大分子的某部分（如侧基或端 基），而非整个分子，一个高分子链上含有未反应和反应后 的多种不同基团，类似共聚产物。 4 如聚丙烯腈（PAN ）的水解: CH2 CH n CH2 CH CH2 CH CH2 CH CN CN CONH2 COOH 反应不能用小分子的“产率”一词来描述 只能用基团转化率来表征：即指起始基团生成各 种基团的百分数。 基团转化率不能达到百分之百，是由高分子反应 的不均匀性和复杂性造成的。 5 2 ）物理因素对基团活性的影响 聚集态的影响 低分子很难扩散入晶区，晶区不能反应 晶态高分子 高分子基团反应通常仅限于非晶区 玻璃态：链段运动冻结，难以反应 无定形高分子 高弹态：链段活动增大，反应加快 粘流态：可顺利进行 6 即使均相反应，高分子的溶解情况发生变化 时，反应速率也会发生相应变化。 轻度交联的聚合物 须适当溶剂溶胀，才易进行反应。如苯乙烯－二 乙烯基苯共聚物，用二氯乙烷溶胀后，才易磺化。 链构象的影响 高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态。溶剂 改变，链构象亦改变，基团的反应性会发生明显的变化。