《材料概论》第3章材料的制备方法.ppt

? 链的终止：长链自由基 失去活性停止增长 稳定的大分子，∵自由基有相互作用的强烈倾向。链终止方式有2种： a.双基偶合终止：2个长链自由基结合生成1个稳定大分子。 R ( C H 2 - C H ) n C H 2 - C H - C H - C H 2 ( C H - C H 2 ) m R X X X X X X R ( C H 2 - C H ) n C H 2 - C H . + . C H - C H 2 ( C H - C H 2 ) m R X X 第三章 材料的制备方法 b.双基岐化终止：2个长链自由基通过氢原子转移，都失去活性2个稳定的大分子，其中1个链端带有双键。 R ( C H 2 - C H ) n C H 2 - C H 2 + C H = C H ( C H - C H 2 ) m R X X X X R ( C H 2 - C H ) n C H 2 - C H . + . C H - C H 2 ( C H - C H 2 ) m R X X X X (2)加聚反应的分类—按参与反应的单体种类分： 均聚合：1种单体→均聚物(聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等)，性能较局限，不能满足各种要求。 第三章 材料的制备方法 共聚合：≥2种单体→共聚物(不是各种单体均聚物的混合物，而是在大分子主链中包含有≥2种单体构成的链节的新型高聚物)。可↗均聚物某些性能的不足，其性能变化幅度相当大，单体的种类、比例及排列方式均有影响。很多性能优异的高聚物都是共聚合成的，如ABS塑料——由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体共聚而成的，兼具3种单体均聚物的特性，具有良好的综合性能。通过调整不同配比，不同生产工艺，可有不同的牌号，性能也在很大范围内变化。 各种不同类型的共聚物 (a)无规共聚物 (b)三嵌段共聚物 (c)接枝共聚物 (d)四臂星型均链聚合物 ABS大分子主链：由3种结构单元(A—丙烯腈、B——丁二烯、S——苯乙烯)重复连接而成的，结构式： 化学分子通式 不同的结构单元赋予其不同的性能： 聚丙烯腈—俗称人造毛，耐化学腐蚀性好、表面硬度高 聚丁二烯—为橡胶弹性体，具有良好韧性和抗冲击性 聚苯乙烯—透明性好、着色性好、电绝缘性以及加工性好 3种单体结合在一起可充分发挥各自优势，形成 坚韧、硬质、刚性的ABS树脂，成为1种综合性能优异的高分子材料 B.缩合聚合反应 第三章 材料的制备方法 均缩聚：含≥2种官能团的1种单体进行的缩聚，如己内酰胺→聚酰胺6（俗称尼龙6）： nNH2(CH2)5COOH H [ NH(CH2)5CO ] nOH+(n-1)H2O 由≥2个官能团的单体聚合成高聚物，同时析出某些小分子物质(水、氨、醇、HCl等)的反应，即聚合过程中除形成高聚物外，还有低分子副产物。产物→缩聚物。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合反应机理。根据所用单体的不同，可分为3种： 第三章 材料的制备方法 混缩聚：也称杂缩聚，2种单体间进行的缩聚。这类单体中任何1种都不能进行均缩聚。如己二胺+己二酸→聚酰胺66（俗称尼龙66）。 nHOOC(CH2)4COOH + nNH2(CH2)6NH2 H [ NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO ] nOH + (2n-1)H2O 共缩聚：在均缩聚或混缩聚中再加入其他种类的单体，进行的缩聚。如： n H O - R - C O O H + n H O - R - C O O H H O R C O O R C O [ n O H + ( 2 n - 1 ) H 2 O ] 加聚反应和缩聚反应的特点 特点 加聚反应 缩聚反应 单体结构 一般有不饱和or环状结构 都含≥2个官能团 反应类型 连锁反应 可逆的逐步反应 高聚物相对分子质量M 与时间t无关 随时间t↗ M↗ 单体转化率 随t↗ 与t无关 高聚物链节与单体的化学组成 相同 不同 伴随有小分子副产物的析出 无 有 实施方法 本体,溶液,悬浮,和乳液聚合4种 很多,在不断发展中,常用熔融,溶液缩聚,及界面和固相缩聚等 物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，PVD) ：系统中不发生化学反应，也称蒸发－凝聚法。 化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)：利用气相化学反应来制备材料。 气相聚合 气相法 液相法 固相法 3.2 工艺过程与方法 整个材料领域中，可分为3大类： 第三章 材料的制备方法 1