高分子、高聚物或聚合物.ppt

(3) 适度交联有利于增加分子链之间的作用力。 (4) 在结晶区内分子链排列紧密有序，可使分子链之间的作用力增大，机械强度也随之增高。 (5) 主链含苯环或侧链引入芳环、杂环取代基等的高聚物，其强度和刚性比含脂肪族主链的高聚物的要高。 如聚乙烯交联后，冲击强度可提高3~4倍。 机械强度: 高结晶聚乙烯 低结晶聚乙烯 强度： 芳香尼龙(如芳纶-1313) 普通尼龙 高分子化合物通常以共价键结合，一般不存在自由电子和离子，因此高聚物通常是很好的绝缘体，可作为绝缘材料。 高聚物的极性越小，其绝缘性越好。 非极性高聚物 分子链节结构对称的高聚物，如聚乙烯，聚四氟乙烯等。 极性高聚物 分子链节结构不对称的高聚物，如聚氯乙烯，聚酰胺等。 例：试比较下列高聚物的电绝缘性： 聚四氟乙烯 聚氯乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯 2.电性能 电绝缘材料的高聚物可分为： （1）链节结构对称且无极性基团的高分子，如聚乙烯，聚四氟乙烯，对直流电和交流电都绝缘，可用作高频电绝缘材料。 （2）无极性基团，但链节结构不对称的高分子，如聚苯乙烯，天然橡胶等，可用做中频电绝缘材料。 （3）链节结构不对称且有极性基团的高分子，如聚氯乙烯，聚酰胺，酚醛树指等，可用做低频或中频电绝缘材料。 分子的极性可用相对介电常数ε衡量，通常非极性高聚物的ε≈2，弱极性或中等极性高聚物的ε＝2~4，强极性高聚物的ε4。 高聚物 ε 高聚物 ε 聚四氟乙烯 2.0 聚氯乙烯 3.2~3.6 聚丙烯 2.2 聚甲基丙烯酸甲酯 3.3~3.9 低密度聚乙烯 2.25~2.35 硅树脂 2.75~4.20 高密度聚乙烯 2.30~2.35 尼龙-66 4.0 聚苯乙烯 2.45~3.10 酚醛树脂 5.0 ~ 6.5 表7.3 常见高聚物的相对介电常数 静电现象 两种电性不同的物体相互接触或磨擦时，会有电子的转移而使一物体带正电荷，另一种物体带负电荷的现象。 静电现象具有两面性，它应用于静电印刷、油漆喷涂和静电分离等。但静电往往是有害的，例如腈纶纤维起毛球、吸灰尘；粉料在干燥运转中会结块等。 常用的抗静电剂是一些表面活性剂，其主要作用是提高高聚物表面的电导性，使之迅速放电，防止电荷积累。 另外，在高聚物中填充导电填料如炭黑、金属粉、导电纤维等也同样起到抗静电的作用。 高聚物主要由C-C、C-H、C-O等牢固的共价键连接而成，含活泼的基团较少，且分子链相互缠绕，使分子链上不少基团难以参与反应，因而一般化学稳定性较高。 （1）稳定性 一些含 高聚物不耐水， 在酸或碱的催化下会与水反应。例如，聚酰胺与水的反应： 高聚物一般化学稳定性好，耐酸碱腐蚀，但不耐高温，易老化。 3.化学稳定性和老化 老化是指高聚物及其材料在加工、贮存和使用过程中，长期受化学、物理（热、光、电、机械等）以及生物（霉菌）因素的综合影响，发生裂解或交联，导致性能变坏的现象。例如，塑料制品变脆、橡胶龟裂、纤维泛黄、油漆发粘等。 老化是物理性质变坏的不可逆过程。主要有两种过程： 裂解 链断裂，Mr变小 → 发粘、变软、丧失机械强度 交联 线型变体型→变硬、变脆、丧失弹性，如天然胶、聚氯乙烯的老化 1.改善高分子结构：若在高聚物分子链中引入较多的芳环、杂环结构，或在主链或支链中引入无机元素（如硅、磷、铝等），均可提高其热稳定性。 2.添加防老剂：为了延缓光、氧、热对高聚物的老化作用，通常可在高聚物中加入各类光稳定剂、抗氧剂（芳香族胺类如二苯胺和酚类等），或热稳定剂（如硬脂酸盐等）。 （2）老化 3.采用物理保护方法：如涂漆、镀金属和浸涂防老剂溶液等。 7.4.1 高分子的改性 通过各种方法改变已有材料的组成、结构，以达到改善性能、扩大品种和应用范围的目的。 通常采用的改性方法大体上可分为化学法与物理化学法两大类： 7.4 高分子的改性和加工 1．高分子的化学改性 借化学反应改变高聚物本身的组成、结构，以达到材料改性的目的。 常用的反应 交联反应 共聚和接枝反应 官能团反应 经部分交联后的橡胶，既提高了强度和韧性，又同时保留了较好的弹性。硫化后的橡胶只发生溶胀，具有耐溶剂性。 例 橡胶的硫化： 通过化学键的形成，使线型高分子连接成为体型高分子的反应。 （1）交联反应 ABS工程塑料具有聚苯乙烯优良的电性能和易加工成型性，丁二烯提高弹性和冲击强度，丙烯腈可增加耐热、耐油、耐腐蚀性和表面硬度，使之成为综合性能优良的工程材料。 由两种或两种以上不同单体通过共聚反应生成的共聚物，往往在性能上有取长补短的效果。 （2）共聚反应 如离子交换树脂就是利用官能团反应