高聚物生产技术高聚物的化学变化.ppt

文档介绍：第六章高聚物的化学变化chemical reaction of polymer
学****目的与要求
　　初步掌握高聚物化学变化的特点、类型及应用，高聚物各种基团反应形式，交联与降解的类型；重点掌握高聚物老化的原因及防止的方法。
高聚物生产技术高聚物的化学变化
§6-1　高聚物化学变化的特点与类型
●高聚物化学变化的定义
　　高聚物在物理（热、光、电、机械力和辐射能等）及化学（氧、臭氧、水、
酸、碱、***和试剂等）的因素影响下，发生的引起高聚物化学结构和化学性质变
化的一类化学反应。
　　●研究高聚物化学变化的目的
　　对已有高聚物进行改性；以现有高聚物为原料合成高聚物；研究高聚物的结
构；防止高聚物老化；开发功能高分子材料。
　　●高聚物化学变化的特点
　　不能分离出结构单一的产物；非均相反应；容易降解与交联。并且，受静电
荷与位阻影响大；非结晶区容易反应，而结晶区难；溶解与溶胀能加快反应进行；
转化率较低；全同立构比无规立构容易反应；相溶性不好的高聚物反应后的产物
也不均匀。
　　●高聚物化学变化的类型
　　除一般的有机化学反应（取代、加成、消除、水解、酯化、氢化、卤化、醚
化、磺化、环化、离子交换等）外，还可以发生络合、氧化、降解、支化、接枝、
表面及分子间的反应等。
高聚物生产技术高聚物的化学变化
§6-2　高聚物的基团反应
●总体情况描述
　　用途：合成新的高聚物；赋于现有高聚物新的性能。
　　反应的对象：高分子与小分子、高分子与高分子、高分子内
　　反应条件：低温、缓慢搅拌、惰性气体保护
一、酯化反应
　　实例1：
　　天然纤维素与浓***反应
　　　［C6H7O2(OH)3］n + 3nHNO3 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O
　　　　　　纤维素　　　　　　　　　　　　　　　　纤维素三***酯
　　产物用途：含氮量为11%的用作赛璐珞塑料；含氮量为12%的用作涂料或黏
合剂；含氮量为13%的用作无烟***。
　　实例2：
　　天然纤维素与***反应
　 ［C6H7O2(OH)3］n + 3n(CH3CO)2O [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH
　纤维素三醋酸酯
　　产物用途：电影胶片、摄影胶片的基材
　　反应所用的溶剂为醋酸、二***甲烷，稀释剂苯、二甲苯。酯化程度取决于反
应条件。
高聚物生产技术高聚物的化学变化
§6-2　高聚物的基团反应
二、磺化与******化反应
　　实例：交联聚苯乙烯与浓硫酸反应，制备聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂。
　　实例：交联聚苯乙烯与***甲醚进行******化反应，再经处理制备阴离子交换
树脂。
~CH2－CH~
浓H2SO4
~CH2－CH~
SO3H
~CH2－CH~
CH3OCH2Cl
~CH2－CH~
CH2Cl
ZnCl2
NR3
~CH2－CH~
CH2N R3Cl
NaOH
~CH2－CH~
CH2N R3OH
高聚物生产技术高聚物的化学变化
§6-2　高聚物的基团反应
离子交换树脂的结构
　　用途：生产离子交换树脂　
三、***化反应
　　实例1：聚乙烯在二***化硫存在下的***化，可得***磺化聚乙烯。
~CH2－CH~
O－S－O
H
O
高分子骨架
官能团
可交换离子
（阳离子交换树脂）
~CH2－CH~
CH2N
OH
CH3
CH3
官能团
（阴离子交换树脂）
高分子骨架
可交换离子
~CH2－CH2~
Cl2 、SO2
~CH－CH~
SO2Cl
－HCl
Cl
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§6-2　高聚物的基团反应
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。
　　实例2：PVC在***苯中***化，制取过***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。
2CSO2Cl
+ MnO2
CSO2•OMnO•CH
H2O
[CH2－CH]n
Cl2
［CH－CH］x［CH－C］y
Cl
***苯
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
（Cl=56%）
（Cl=73%），X＞2Y
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§6-2　高聚物的基团反应
四、醇解反应
　　实例：PVAC醇制备聚乙烯醇
~CH2－CH－CH2－C