第二讲-化学改性概要ppt课件.ppt

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1、定义：通过聚合物的化学反应，改变大分子链上的原子或原子团的种类及其结合方式的一类改性方法。聚合物的性能决定于其结构和聚合度，聚合物化学反应一般按照聚合度和基团的变化（侧基、端基）分为三种基本类型：聚合度基本不变而仅限于侧基和端基变化的反应；聚合度变大的反应，如交联，接枝、嵌段、扩链等；聚合度变小的反应，如降解，解聚等。第五章聚合物化学改性聚合物化学改性多属于聚合度基本不变或变大，主要是基团变化的反应，对现有的聚合物进行化学改性，从而得到新的高分子材料，制备品种繁多的嵌段和接枝共聚物。本章主要是介绍常用聚合度变大的接枝共聚改性和嵌段共聚改性的基本原

2、理，同时还介绍互穿聚合物网络。第一节：聚合物的熔融态化学一、为什么要学习聚合物熔融态化学：聚合物的熔融态化学：研究在熔融态（高分子材料成型加工中最常出现的状态）下聚合物的化学变化规律及其行为的科学。1、利用熔融态化学反应，可以实现通用聚合物材料的高性能化（向工程材料的发展）2、单组分材料向多组分复合材料转变（合金、共混，复合）：有助于解决多相复合材料中各相之间界面的相容性和相互租用问题。3、大力开发功能性高分子材料（光、电、热、声、智能）：获得新型高分子材料，简化制备工艺。第一节：聚合物的熔融态化学第一节：聚合物的熔融态化学接枝反应：以含极性基团

3、的取代基，按自由基反应的规律与聚合物作用，生成接枝链，从而改变高聚物的极性，或引入可反应的官能团。官能团反应：可以发生在聚合物与低分子化合物之间，也可发生在聚合物与聚合物之间。可以是聚合物侧基官能团的反应，也可以是聚合物端基的反应第一节：聚合物的熔融态化学第一节：聚合物的熔融态化学第二节接枝共聚改性定义：对聚合物进行接枝，在大分子链上引入适当的支链或功能性侧基，所形成的产物称作接枝共聚物。利用其极性或反应性可大大改善与其他材料组成的复合物的性能。性能决定于：主链支链（组成，结构，长度以及支链数）2．1接枝共聚改性2．1．1基本原理~~~A~~~A

4、~~~A~~A~~~A~~~

5、

6、

7、

8、

9、BBBBB

10、

11、

12、

13、

14、BBBBB方法：在反应性大分子存在下，将单体进行自由基、离子加成或开环聚合。⑴自由基接枝自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。化学性质极为活泼，易于失去电子（氧化）或获得电子（还原），特别是其氧化作用强，如氢自由基（H·，即氢原子）、氯自由基（Cl·，即氯原子）、甲基自由基（CH3·）。①烯烃单体在带有不稳定氢原子的预聚体存在下进行聚合，引发可通过过氧化物，辐照或加热等方法。如：——CHCH=CHCH——+St

15、

16、

17、HH机理：过氧化物引发剂或生长链从主链上夺取不稳定的氢原子，使主链形成自由基，接枝链和主链间的联接，是通过主链自由基引发单体，或则通过和支链的重新结合而形成的。②在主链上形成过氧化氢基团或其它官能团，然后以此引发单体聚合。如：CH3

18、——CH2——C——+St

19、O—OH⑵阳离子接枝：效率较低⑶阴离子接枝①主链引发例：——CH2CH==CH==CH——+St②主链偶联例：活性聚苯乙烯阴离子和带有侧酯基的大分子（甲基丙烯酸甲酯），甲氧基团被取代生成酮基接枝链。⑷开环聚合2.1.2接枝共聚方法链转移接枝化学接枝辐射接枝链转移接枝定义：利用反应体系中

20、的自由基夺取聚合物主链上的氢而链转移，形成链自由基，进而引发单体进行聚合，产生接枝。XX

21、

22、——CH2—CH——+R·——CH2—C·——+RH或：——CH2—CH=CH—CH2——+R·——CH2—CH=CH—CH·——+RH在接枝共聚过程中，通常有三种聚合物混合：未接枝的的聚合物；已接枝的聚合物及单体的自聚物；混合单体的共聚物接枝效率＝[已接枝单体质量/（已接枝单体质量+接枝单体均聚物质量）]*100%其影响因素：引发剂，聚合物主链结构，单体种类，反应配比及反应条件等如：引发剂BPO优于AIBN；C6H5比（CH3）2C·—CN活泼，易夺

23、H2.化学接枝——用化学方法首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团，然后分解成自由基与单体进行接枝共聚。例：PCl5R’COOH~~~CH2—CH~~~~~~~~CH2CH~~~~~~~CH2—CH~~~~

24、

25、

26、COORCl—C=OR’OO—C=O3．辐射接枝⑴直接辐射法——将聚合物和单体在辐射前混合在一起，共同进行辐射。主链聚合物侧含有>C=O、>C—Cl常用辐射源：紫外光例：紫外光~~~CH2CH~~~~~~~~CH2CH·~~~~+CH3C·=O

27、CH3—C=O（2）预辐射法——先辐照聚合物，使其产生捕集型自由基，再用乙烯型单体继续

28、对已辐照过的聚合物进行处理，得到接枝共聚物。辐射源：高能量ν射线作用:①聚合物无规地失去侧基或氢原子,产生自由基ν辐射~~~~~CH2C