高聚物的化学反应1

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1、5.1概述5.2高聚物的基团转变反应5.3聚合度变大的化学转变第五章高聚物的化学反应知识目标：了解高聚物化学反应的意义、特点及类型；2．了解绿色高分子材料的含义；3．理解高聚物的基团转变反应与聚合度变化反应的类型及其应用；4．掌握防止高聚物老化的有效措施。本章学习目标本章学习目标能力目标能初步利用高聚物化学反应制备新型高聚物和改性高聚物；能根据高聚物特性正确选择高分子材料防老化方法。素质目标1．培养学生良好的综合分析问题和解决问题的能力；2.增强学生的经济意识和环保意识5.1概述5.1.1研究高聚物化学变化的的目的意义（1）高聚物化学变化的定义以高聚物为反应物，在一定条件下使高聚物的化

2、学结构和性能发生变化而进行的化学反应。（2）研究高聚物化学变化的目的改变高聚物结构，优化其性能；合成出用单体不能直接合成的高聚物；从理论上研究和验证高聚物的结构；探索防止高分子材料老化的措施；研究高聚物的降解机理，以利于废弃物的处理；开发功能高分子材料；探索绿色高分子材料的合成5.1概述1、高聚物化学反应的分类（1）聚合物的基团转变反应高分子侧基或端基变化的反应，只改变高聚物组成而聚合度基本无变化，也称聚合度的相似转变反应（2）聚合度变大的化学转变反应聚合产物聚合度会显著增加的反应，如交联、嵌段、接枝、扩链反应等。（3）聚合度变小的化学转变反应聚合产物聚合度会显著降低的反应，如降解、解

3、聚反应等。2、高聚物化学反应的特性及影响因素（1）高聚物化学反应的特性反应的不完全性；反应产物的不均匀性反应的复杂性5.1.2高聚物化学变化的分类与特性5.1概述（2）高聚物化学反应的影响因素物理因素主要从反应物质的扩散速度与局部浓度来考虑无定形高聚物：试剂容易侵入，官能团容易起反应晶态高聚物：试剂不易侵入，官能团不易起反应，反应往往只限于非晶区部分线形高聚物：溶于溶剂后反应均匀轻度交联的聚合物：须用适当的溶剂溶胀后才进行反应化学因素主要有几率效应和邻基效应几率效应：反应不完全邻近基团效应：相邻基团的反应能力不相同5.2高聚物的基团转变反应综述用途：合成新的高聚物；赋于现有高聚物新的性

4、能。反应的对象：高分子与试剂、高分子内基团5.2.1引入新基团1、氯化反应与氯磺化反应实例1：聚乙烯在二氯化硫存在下的氯化，可得氯磺化聚乙烯。应用：通过与氧化锰作用，进行交联，获取综合性能良好的弹性体。2CSO2Cl+MnO2CSO2•OMnO•CHH2O5.2高聚物的基团转变反应实例2：PVC在氯苯中氯化，制取过氯乙烯。应用：性能优于PVC的胶黏剂、涂料、合成纤维、耐热管材、板材等。实例3：PE氯化，制备氯化聚乙烯（可视为三元共聚物）应用：用于PVC改性（90%），用于电线、电缆和ABS树脂改性（10%）2、磺化与氯甲基化反应（离子交换树脂的合成）5.2高聚物的基团转变反应5.2高聚

5、物的基团转变反应离子交换树脂的结构用途：主要用于水的软化、贵重金属及稀有金属的提取与分离、工业用催化剂、铀的提纯、废弃酸碱液的回收等方面~CH2－CH~O－S－OHO高分子骨架官能团可交换离子（阳离子交换树脂）~CH2－CH~CH2NOHCH3CH3官能团（阴离子交换树脂）高分子骨架可交换离子5.2高聚物的基团转变反应5.2.2基团的转化1、天然纤维素的化学改性(1)酯化反应天然纤维素的分子式常简写成[C6H7O2(OH)3]n，其结构式:实例1：天然纤维素在浓硫酸的存在下与浓硝酸反应纤维素三硝酸酯5.2高聚物的基团转变反应产物用途：含氮量为11%的用作赛璐珞塑料；含氮量为12%的用作

6、涂料或黏合剂；含氮量为13%的用作无烟火药。实例2：在硫酸催化下，天然纤维素与醋酸酐反应产物用途：可用作电影胶片的基材、录音带、电器零部件等，二醋酸纤维进行纺丝就可制得人造纤维，俗称“人造丝”纤维素三醋酸酯5.2高聚物的基团转变反应（2）醚化反应纤维素分子中羟基的氢被烃基取代而生成纤维素醚类衍生物。实例1：将碱纤维素与卤代甲烷反应制得甲基纤维素：应用：广泛用作增稠剂、胶粘剂和保护胶等。实例2：将碱纤维素与氯乙醇反应制得羟乙基纤维素：应用：广泛用作胶乳涂料的增稠剂、纺织印染浆料、造纸胶料、胶粘剂和保护胶体等。5.2高聚物的基团转变反应2、聚乙烯醇的合成及缩醛化（1）聚乙烯醇（PVA）的合

7、成通常不能直接用乙烯醇单体聚合制得聚乙烯醇，只能在酸或碱作用下，将聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解而得。聚乙烯醇可溶于沸水，耐油、坚韧，常用聚乙烯醇的醇解度为80%和98%左右。主要产品为1788和1799，用于表面活性剂、胶黏剂、上胶剂、包装材料、功能高分子等。5.2高聚物的基团转变反应聚乙烯醇缩甲醛可应用于涂料、胶粘剂、海绵等方面；聚乙烯醇缩丁醛则在涂料、胶粘剂、安全玻璃等方面有重要应用。（2）维尼纶的制备将聚乙烯醇进行缩甲醛、亚苄基化等缩醛化处理，