[所有分类]第六章 高分子材料助剂课件.ppt

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1、第六章高分子材料助剂本章重点：1、高聚物合成反应助剂作用原理与品种2、增塑、增韧机理与增韧剂、增塑剂品种3、硅偶联剂，钛偶联剂结构特点4、交联剂主要类型5、防老化机理与防老化剂6、阻燃机理与阻燃剂第六章高分子材料助剂高分子材料助剂—在聚合反应和加工过程中需要加入的其它物质聚合反应合成高分子材料产物加工6.1高聚物合成用助剂高聚物合成反应的助剂在高分子反应中对促进反应正常进行，调节分子量及其分布，保证产品质量和改善产品性能都起重要作用。聚合反应连续聚合逐步聚合开环聚合自由基聚合离子型聚合配合物聚合链的引发链的增长链的终止链开始链增长链终止6.1高聚物合成用助剂6.1.1自由基聚合引发剂在聚

2、合反应中引起单体活化而产生自由基的物质称之为引发剂。自由基聚合适于本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合等方法。用自由基引发聚合而生产的聚合物包括高压聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯及聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯及其他丙烯酸酯类、聚四氟乙烯等含氟树脂、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、ABS(ABS树脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体的共聚物所组成)、MBS(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)等众多品种。自由基聚合引发剂有单组分(偶氯类和过氧类化合物)、双组分(氧化还原体系)之分、电荷转移引发、相转移催化、等离子体引发等。6.1.1自由基聚合引发剂1、偶氮类引

3、发剂常用的偶氮类引发剂有偶氮二异丁腈(AIBN)和偶氮二异庚腈(ABVN)。它们在80℃下半衰期分别为17.5和1.7小时，属低和中等活性引发剂。偶氮类引发剂热分解产生自由基的通式如下：偶氨类引发剂通常是用相应的酮和水合肼为原料合成的。如AIBN合成反应式：2、有机过氧化物类引发剂有机过氧化物主要包括过氧化苯甲酰(BPO)，103～106℃分解；过氧化十二酰(引发剂B)，70～80℃分解；过氧化二碳酸二烷基酯，其分解温度视R基而变化(如二异丙酯47℃，4—叔丁基环已基56℃)，半衰期1小时，分子量增加，贮存稳定性增加。有机过氧化物热分解产生自由基的反应式如下：过氧化物引发剂的制备，通常是

4、先合成相应的酰氯，再与双氧水或过氧化钠反应。过氧化二碳酸二烷基酯是一类广泛用于工业生产的高活性引发剂。其加热分解过程如下：6.1.1自由基聚合引发剂3、氧化-还原体系该体系属双组分引发体系，它是通过电子转移产生自由基来引发单体聚合。体系分解活化能低，能使聚合速率和产物分子量大大提高，聚合可在室温或更低的温度下进行。氧化-还原体系通常以过硫酸铵(或过硫酸钾)和硫醇、亚硫酸盐、柠檬酸、维生素C、硫脲等具还原性的化合物构成。以硫脲为例，其自由基产生过程如下：6.1.1自由基聚合引发剂6.1.2配位（定向）聚合催化剂1、配位聚合—烯类单体在金属有机络合物催化剂的催化下引起的聚合反应定向聚合—聚合

5、时，单体与聚合物在催化剂上按一定方向结合周期表中IA～ⅢA族的金属烷基化合物(或氢化物)与V～Ⅶ族过渡金属盐组成的催化剂统称为Ziegler-Natta齐格勒-纳塔催化剂。体系中，过渡金属盐称为主催化剂，金属烷基化合物则称之为助催化剂(活性剂)。在实际应用中，往往还添加其他组分，它们称之为第三组分，该组分多是带有孤对电子的给电子物质，所以又称为电子给予体或内给予体。配位聚合反应与自由基聚合反应比较，具有两个突出的优点：①反应产物是没有支链的线型结构的高分子；②能控制分子结构的空间构型，得到分子结构规整的化合物。2、配位（定向）聚合催化剂的组成主族金属烷基化合物——过度金属盐助催化剂（活性

6、剂）主催化剂例：3、在实际应用中，往往在上述催化剂中加入第三组分，带有孤对电子的给电子物质。6.1.2配位（定向）聚合催化剂6.1.3离子型聚合引发剂1、离子型聚合——与自由基聚合反应过程基本相似，不同的是反应活性中心是离子，根据离子的电荷性质不同可分为阳离子和阴离子聚合2、阴离子聚合反应过程：液氨链引发链增长引发剂负离子6.1.3离子型聚合引发剂3、阴离子聚合引发剂含有碳-碳双键单体的阴离子聚合反应所用引发剂有碱金属、碱金属的芳香族络合物和有机碱金属化合物。杂环化合物(如有机硅氧烷环体、环氧乙烷、环氧丙烷等)和杂原子不饱和化合物(如乙醛、甲醛等)都可以被碱金属氨氢化物或烷氧基化合物引发

7、聚合。碱金属的芳香族络合物体系，应用最多的是萘钠，按下式合成蒽、菲、萘、联萘等6.1.3离子型聚合引发剂4、阳离子引发反应过程单体正离子链增长链引发5、阳离子引发剂——质子酸、路易斯酸和稳定的阳离子盐①质子酸：等②路易斯酸：③当路易斯酸作引发剂时，还需另引发剂的协同作用如：6.1.3离子型聚合引发剂6.1.5分散剂（悬浮剂）与乳化剂分散剂和乳化剂让难溶于水相的物质均匀地分散液液界面现象，表面活性剂例如：粒粒橙饮料中的橙粒为什么能悬浮