常州工程职院高分子物理课件20高聚物的化学变化

项目20高聚物的化学变化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、胺和试剂等）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：天然纤维素与浓硝酸反应［C6H7O2(OH)3］n+3nHNO3[C6H7O2(ONO2)3]n+3nH2O纤维素纤维素三硝酸酯产物用途：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%的用作无烟火药。实例2：天然纤维素与醋酸酐反应［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、二氯甲烷，稀释剂苯、二甲苯。酯化程度取决于反应条件。高聚物的基团反应二、磺化与氯甲基化反应实例：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：交联聚苯乙烯与氯甲醚进行氯甲基化反应，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~CH2ClZnCl2NR3~CH2－CH~CH2NR3ClNaOH~CH2－CH~CH2NR3OH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、氯化反应实例1：聚乙烯在二氯化硫存在下的氯化，可得氯磺化聚乙烯。~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~CH2－CH2~Cl2、SO2~CH－CH~SO2Cl－HClCl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。2CSO2Cl+MnO2CSO2•OMnO•CHH2O[CH2－CH]nCl2［CH－CH］x［CH－C］yCl氯苯ClClClClCl（Cl=56%）（Cl=73%），X＞2Y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－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH~OCOCH3OCOCH3OCOCH3OCOCH3OCOCH3~CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH~OHOCOCH3OHOCOCH3OH~CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH－CH2－CH~OHOHOHOHOHNaOHH2ONaOHH2O(CH3CO)2O高聚物的基团反应用途：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、功能高分子和维尼纶纤维等。其中维尼纶的反应过程如下：OHOH~CH2－CHCH~CH2CH2CH2OO~CH2－CHCH~CH2CH2O－H2OCHCH3OO~CH2－CHCH~CH2CH3CH2CH2CHO－H2OCH2聚乙烯醇缩甲醛聚乙烯醇缩丁醛高聚物的基团反应五、环化反应实例：聚丙烯腈环化制备碳纤维（轻质、强度高、耐高温（3000℃））用途：用于航天、飞机、舰船、原子能、化工等设备的制造。六、功能高分子的基团反应主要包括：氧化还原树脂、高分子催化剂、高分子试剂、高分子药物、高分子金属络合物、高分子复合物、感光性高分子、螯合高分子、水溶性高分子、配位高分子、导电高分子、力化学反应高分子等。CCCCCCCCCCCCCCCH2CH2CH2CH2CHCHCHCHCNCNCNCN六种用途的医用高分子材料的分析、选择、改性项目20的六组任务•第一组：请为人工脂肪的生产选择合适的高分子材料；•第二组：请为人工血浆的生产选择合适的高分子材料；•第三组：请为人工心脏的生产选择合适的高分子材料；•第四组：请为人工肝脏的生产选择合适的高分子材料；•第五组：请为人工喉的生产选择合适的高分子材料；•第六组：请为人工食道的生产选择合适的高分子材料。项目20的完成过程项目前期准备项目运行情境项目运行一项目运行二项目运行三新项目布置课程改革整体方案单元20教学方案素1、素2、素3、素4课件1总体项目协议书子项目考核评价标准子项目完成报告样本总项目运行情境描述复合材料0611集团机构子项目各成员准备的资料、个人的预报告内容及其他供讨论材料。发言代表汇总材料。提交上一项目完成报告项目委托方代表评价时所做的记录及补充意见项目互查意见；项目引深部分的记录；能力、知识等总结记录对新项目所提出的要求及注意事项等的记录巡视检查时的各种记录子项目汇报结果记录子项目结果评价记录项目20参考性结论项目互相检查意见项目引深部分案例项目总结的能力、知识项目20课件及图片展示项目21内容及要求展示素5、素6、素7、素8项目20运行三的总结部分PEPAF4PP项目20运行三的总结部分PE、EVA硅橡胶项目20运行三的总结部分PETPVC/PVDC医用PLATPU项目20运行三的总结部分EVOHLPLA增韧PAAS（SAN）苯乙烯-丙烯腈PLA凝胶项目20运行三的总结部分羧基PLA多孔降解支架项目20运行三的总结部分PLA及共聚物利用生降解物膜的呼吸机SEPHPVA项目20运行三的总结部分吸水高分子项目20运行三的总结部分医用PC项目20运行三的总结部分PU绷带项目20运行三的总结部分项目20引深部分内容设想若干年后可能出现的新型医用高分子材料是怎样的？项目21布置•第一组：请为富氧膜的生产选择合适的高分子材料；•第二组：请为氢气分离的生产选择合适的高分子材料；•第三组：请为海水淡化处理膜的生产选择合适的高分子材料；•第四组：请为污水处理用分离膜的生产选择合适的高分子材料；•第五组：请为透析用膜的生产选择合适的高分子材料；•第六组：请为二氧化碳分离膜的生产选择合适的高分子材料。