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材料化学引言 粉冶院 李笃信 第一章 前言 一、材料化学的内涵 二、材料化学的重要性 三、材料化学展望 （一）材料科学发展的趋势 （二） 材料科学中的硬化学和软化学 四、材料化学的内容及学习要求 第二章 高分子材料化学导论 第一节 概述 一、高分子的定义、基本概念、分类和命名 1 定义 2 基本概念 　　1）主链 　　2）侧链或侧基 　　3）单体 　　4）单体单元 　5）结构重复单元（链节） 　6）聚合度 3 分类 　　按高分子主链结构可分为：（1）碳链高分子、（2）杂链高分子、（3）元素有机高分子、（4）无机高分子 按用途可分为： 塑料、橡胶(弹性体)、纤维。涂料、粘合剂和功能高分子。 按来源可分为： 天然高分子、 合成高分子、 半天然高分子。 按分子的形状可分为： 线形高分子、支化高分子和交联(网状)高分子。 按单体组成可分为： 均聚物、共聚物、高分子共混物(高分子合金)。 4 命名 1）.系统命名法 聚(1-氯代乙烯) 聚(亚胺基六亚甲基亚胺基己二酰) 2）. 通俗命名法(或称习惯命名法) 二、分子量和分子量分布 三、聚合反应 1 定义：由低分子单体合成聚合物的反应 2 聚合反应的类型 1）按聚合物链结构分类 （1）加聚反应 （2）缩聚反应 2）按聚合机理分类 （1）链式聚合 （2）逐步聚合 3）按反应单体分类 （1）均聚 （2）共聚 4）按聚合方法分类 自由基聚合的聚合方法有： （1）本体聚合 （2）溶液聚合 （3）悬浮聚合 （4）乳液聚合 缩聚反应的聚合方法有： （1）熔融缩聚 （2）溶液缩聚 （3）界面缩聚 （4）固相缩聚 还可分为：均相聚合、 非均相聚合 或者：气相聚合、 固相聚合、 液相聚合 第二节 链式聚合反应 2.1 一般性特征 链引发： 链增长： 链终止 自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合 a. 聚合过程一般由多个基元反应组成，各基元反应的反应速率和活化能差别大； b. 单体只能与活性中心反应生成新的活性中心，单体之间不能反应； c. 链式聚合反应一般都是放热反应。 d. 链式聚合反应一般必须由引发剂引发后才能聚合。 e. 瞬间生成高分子。 2.2 自由基链式聚合反应 2.2.1 自由基聚合的基元反应 链引发、链增长、链终止。 终止反应有偶合终止和歧化终止两种方式。 两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应称做偶合终止。 某链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子的终止反应，则称做歧化终止。 　　链转移反应: 链自由基有可能从低分子或大分子上夺取—个原子而终止，并使这些失去原子的分子成为自由基，继续新链的增长，使聚合反应继续进行下去。 向低分子转移的结果，使聚合物分子量降低。 向大分子转移一般形成支链。 自由基向某些物质转移后，形成稳定的自由基。 “诱导期” 阻聚作用 阻聚剂。 自由基聚合的特征概括如下。 ①慢引发、快增长，速终止。 ②在聚合全过程中，聚合度变化较小。 ③延长聚合时间主要是提高转化率，对分子量影响较小。 ④少量阻聚剂足以使自由基聚合反应终止。 1 引发剂种类 引发剂是容易分解成自由基的化合物。 (1)偶氮类引发剂 (2)过氧化物引发剂 （3）氧化-还原引发体系 (a)水溶性氧化-还原引发体系 这类体系的氧化剂有过氧化氢、过硫酸盐、氢过氧化物等；而还原剂则有无机还原剂(Fe2+、Cu+，NaHSO3，Na2SO3，Na2S2O3等)和有机还原剂(醇，胺，草酸，葡萄糖等 ( b )油溶性氧化-还原引发体系 用作这一体系的氧化剂有氢过氧化物、过氧化二烷基、过氧化二酰基等，用作还原剂的有叔胺、环烷酸盐、硫醇、有机金属化合物〔A1(C2H5)3、B(C2H5)3等〕。过氧化二苯甲酰—N，N-二甲基苯胺是常用的引发体系。 2 引发分解动力学 半衰期： t1/2 3 引发剂效率f 引发聚合的部分引发剂占引发剂分解或消耗总量的分率称做引发剂效率，以表示。 (1)诱导分解 (2) 笼蔽效应 4 引发剂的选择 聚合方法 聚合温度 其它 ＃引发剂浓度和聚合温度是影响聚合速率和分子量的两大因素。 5 其他引发作用 1）热引发聚合(热聚合) 2）光引发聚合 （a）光直接引发聚合 （b）光敏剂间接引发聚合 2.2.3 聚合速率 图 转化率-时间曲线 1－诱导期；2－初期；3－中期；4－后期 1 聚合动力学研究方法 聚合速率：单位时间内单体消耗量或聚合物生成量来表示。测定方法：直接