高分子化合物精选文档.ppt
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1、高分子化合物高分子化合物本讲稿第一页,共四十页2概述概述n n定义:高分子化合物又名聚合物或共聚物。其分子量达几千至几百万,但其化学组成比较简单。均由一种或几种单体,经聚合或缩聚而成。n n1907年世界上第一个合成高分子材料酚醛塑料诞生,3040年代又合成了许多高分子材料,包括塑料、合成纤维和合成橡胶,此后合成高分子工业发展迅速。在在20世纪,高分子材料已是人类社会文明的标志之一。世纪,高分子材料已是人类社会文明的标志之一。本讲稿第二页,共四十页3概述概述n n1920年年HStandinger提出了提出了聚合物是由提出了提出了聚合物是由结构单元通过普通的共价键彼此连接而成的长结构单元通过普
2、通的共价键彼此连接而成的长链分子,这一结论为现代聚合物科学的建立奠链分子,这一结论为现代聚合物科学的建立奠定了基础。定了基础。n n随后,随后,Carothers把合成聚合物分为两大类,即把合成聚合物分为两大类,即通过缩聚反应得到的缩聚物和通过加聚反应得通过缩聚反应得到的缩聚物和通过加聚反应得到的加聚物。到的加聚物。n n20世纪世纪50年代年代KZiegler和和GNatta发现了配发现了配位聚合位聚合催化剂催化剂,开创了合成立体规整结构聚合,开创了合成立体规整结构聚合物的时代。在大分子概念建立以后的几十年中,物的时代。在大分子概念建立以后的几十年中,合成高聚物取得了飞速的发展,许多重要的聚
3、合成高聚物取得了飞速的发展,许多重要的聚合物相继实现了工业化。合物相继实现了工业化。本讲稿第三页,共四十页4本讲稿第四页,共四十页510.2.2合成纤维合成纤维人造纤维人造纤维是以天然高分子纤维素或蛋白质为原料,经过化学是以天然高分子纤维素或蛋白质为原料,经过化学改性而制成的,如粘胶纤维(人造棉)、醋酸纤维(人造丝)、改性而制成的,如粘胶纤维(人造棉)、醋酸纤维(人造丝)、再生蛋白质纤维等。再生蛋白质纤维等。合成纤维合成纤维是由合成高分子为原料,通过拉丝工艺获得的纤维。是由合成高分子为原料,通过拉丝工艺获得的纤维。合成纤维的品种很多,最重要的品种是聚酯(涤纶)、聚酰胺合成纤维的品种很多,最重要
4、的品种是聚酯(涤纶)、聚酰胺(尼龙、锦纶)、聚丙烯腈(腈纶),它们占世界合成纤维总产(尼龙、锦纶)、聚丙烯腈(腈纶),它们占世界合成纤维总产量的量的90以上。以上。本讲稿第五页,共四十页6合成纤维一般都具有强度高、弹性大、合成纤维一般都具有强度高、弹性大、耐磨、耐化学腐蚀、耐光、耐热等特点。广耐磨、耐化学腐蚀、耐光、耐热等特点。广泛用作衣料等生活用品。泛用作衣料等生活用品。10.2.3 合成橡胶合成橡胶,橡胶类用的聚合物要求完全无定型,玻璃化温度低,便于大分子的运动。经少量交联,可消除永久的残余形变。,高度交联可得到硬橡胶。天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶是常用的品种。本讲稿第六页,共四
5、十页7表表某些有机高分子的链节与单体某些有机高分子的链节与单体名称名称符号符号单体单体商品名商品名聚乙烯聚乙烯PE腈纶腈纶乙纶乙纶丙纶丙纶聚丙烯聚丙烯聚丙烯睛聚丙烯睛聚氯乙烯聚氯乙烯聚四氟乙烯聚四氟乙烯PPPANPVC氯纶氯纶氟纶氟纶PTFE锦纶锦纶(尼龙尼龙)、涤纶、涤纶(的确良的确良)、腈纶、腈纶(人造羊毛人造羊毛)、维纶、氯纶、丙纶。、维纶、氯纶、丙纶。本讲稿第七页,共四十页8u 来源与分类来源与分类n 按来源分类:按来源分类:天然高分子(天然橡胶、纤维素、淀粉、天然高分子(天然橡胶、纤维素、淀粉、蛋白质、羊毛等蛋白质、羊毛等 合成高分子合成高分子(合成橡胶、合成纤维、塑料、(合成橡胶、
6、合成纤维、塑料、涂料及胶粘)涂料及胶粘)本讲稿第八页,共四十页9u 性质与用途性质与用途n n 由于高分子化合物具有许多优异性能,如高强由于高分子化合物具有许多优异性能,如高强由于高分子化合物具有许多优异性能,如高强由于高分子化合物具有许多优异性能,如高强度度度度(有的工程塑料的强度超过钢铁和其他金属材料有的工程塑料的强度超过钢铁和其他金属材料)、耐腐蚀、耐腐蚀、耐腐蚀、耐腐蚀(著名的著名的“塑料塑料王王”聚四氟乙烯,在王水中煮也不会变质,其耐酸程度远超过金。聚四氟乙烯,在王水中煮也不会变质,其耐酸程度远超过金。)、绝、绝、绝、绝缘性能好缘性能好缘性能好缘性能好(电线的包皮、电插座等都是用塑料
7、制成电线的包皮、电插座等都是用塑料制成)、成品无毒或毒性、成品无毒或毒性、成品无毒或毒性、成品无毒或毒性很小等,因而广泛用于工业、农业、化工、建筑、通很小等,因而广泛用于工业、农业、化工、建筑、通很小等,因而广泛用于工业、农业、化工、建筑、通很小等,因而广泛用于工业、农业、化工、建筑、通讯、国防及生活用品。在医学科学研究领域中亦广为讯、国防及生活用品。在医学科学研究领域中亦广为讯、国防及生活用品。在医学科学研究领域中亦广为讯、国防及生活用品。在医学科学研究领域中亦广为应用,如一次性注射器,输液装置、各种纤维导管、应用,如一次性注射器,输液装置、各种纤维导管、应用,如一次性注射器,输液装置、各种
8、纤维导管、应用,如一次性注射器,输液装置、各种纤维导管、人工心脏瓣膜、人工肾、血浆增容剂等。人工心脏瓣膜、人工肾、血浆增容剂等。人工心脏瓣膜、人工肾、血浆增容剂等。人工心脏瓣膜、人工肾、血浆增容剂等。本讲稿第九页,共四十页10u 生产原料生产原料n n基本原料:多采用石油裂解气,还有煤焦油、天然气等。主要有不饱和烯烃和芳香主要有不饱和烯烃和芳香烃类化合物烃类化合物(乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、甲烷等)。生产中常用的单体多为不饱和烯烃、芳香烃及其卤代化合物(如氯乙烯)、氰类(丙烯腈)、二醇和二胺类化合物,这些单体多数对人体健康有不同程度的影响。本讲稿第十页,共四十页11生产助剂生产助剂
9、 合成单体及聚合物的加工塑制过程中,还需许多合成单体及聚合物的加工塑制过程中,还需许多助剂。例如,合成单体时,可接触催化剂;单体聚助剂。例如,合成单体时,可接触催化剂;单体聚合时,可接触合时,可接触引发剂引发剂(促使聚合反应开始的物质)、(促使聚合反应开始的物质)、调聚剂调聚剂(调节聚合物的分子量达一定数值)、(调节聚合物的分子量达一定数值)、凝聚剂凝聚剂(使聚合形成的微小胶粒凝聚成粗粒或小块)等。在高(使聚合形成的微小胶粒凝聚成粗粒或小块)等。在高分子化合物成型加工过程中,可接触分子化合物成型加工过程中,可接触增塑剂增塑剂(改迸聚(改迸聚合物的流动性和延展性)、合物的流动性和延展性)、稳定剂
10、稳定剂(增加聚合物对(增加聚合物对光、热、紫外线的稳定性)、光、热、紫外线的稳定性)、固化剂固化剂(使聚合物变(使聚合物变成固体)、成固体)、润滑剂润滑剂、着色剂、发泡剂、填充剂等。、着色剂、发泡剂、填充剂等。本讲稿第十一页,共四十页12生产过程生产过程 高分子生产过程可分为四个部分:高分子生产过程可分为四个部分:生产基生产基本的化学原料;本的化学原料;合成单体;合成单体;单体的聚单体的聚合或缩聚;合或缩聚;聚合物的加工塑制及制品的聚合物的加工塑制及制品的应用。应用。n n腈纶的生产过程;石油裂解气丙稀与氨作腈纶的生产过程;石油裂解气丙稀与氨作用用丙烯晴单体丙烯晴单体聚会聚会n n聚氯乙烯塑料
11、生产过程:聚氯乙烯塑料生产过程:本讲稿第十二页,共四十页13生产过程对健康的影响生产过程对健康的影响n n在前三部分的生产过程中,工人接触毒物的机会较多,而成品无毒或毒性小。n n来源:制造化工原料及合成单体;助剂;高分子在加工或受热时产生的毒物本讲稿第十三页,共四十页14原料及合成单体对健康的影响原料及合成单体对健康的影响原料及合成单体对健康的影响原料及合成单体对健康的影响n n氯乙烯可引起清釜工的急性中毒和慢性中毒(仍以清釜工为多见),接触丙烯腈也可引起急性、慢性职业中毒,同时其致突变,致畸和致癌作用也应该重视,本讲稿第十四页,共四十页15u 助剂对健康的影响助剂对健康的影响n n助剂绝大
12、多数具有一定毒性、变应原性或致癌性,且大多与聚合助剂绝大多数具有一定毒性、变应原性或致癌性,且大多与聚合助剂绝大多数具有一定毒性、变应原性或致癌性,且大多与聚合助剂绝大多数具有一定毒性、变应原性或致癌性,且大多与聚合物的高分子仅是机械结合,因此很容易从聚合物内部逐渐移行至物的高分子仅是机械结合,因此很容易从聚合物内部逐渐移行至物的高分子仅是机械结合,因此很容易从聚合物内部逐渐移行至物的高分子仅是机械结合,因此很容易从聚合物内部逐渐移行至表面,从而接触人体或污染水和食品等。如邻苯二甲酸(表面,从而接触人体或污染水和食品等。如邻苯二甲酸(表面,从而接触人体或污染水和食品等。如邻苯二甲酸(表面,从而
13、接触人体或污染水和食品等。如邻苯二甲酸(2-2-乙基乙基乙基乙基己基)酯(己基)酯(己基)酯(己基)酯(DEHPDEHP)作为聚氯乙烯的主要增塑剂,使用该塑料管给)作为聚氯乙烯的主要增塑剂,使用该塑料管给)作为聚氯乙烯的主要增塑剂,使用该塑料管给)作为聚氯乙烯的主要增塑剂,使用该塑料管给予病人作血液透析时,可出现非特异性肝炎,同时予病人作血液透析时,可出现非特异性肝炎,同时予病人作血液透析时,可出现非特异性肝炎,同时予病人作血液透析时,可出现非特异性肝炎,同时DEHPDEHP对人类还对人类还对人类还对人类还是一可能的潜在致癌剂。是一可能的潜在致癌剂。是一可能的潜在致癌剂。是一可能的潜在致癌剂。
14、n n因此高分子化合物的毒性主要取决于因此高分子化合物的毒性主要取决于因此高分子化合物的毒性主要取决于因此高分子化合物的毒性主要取决于游离单体的含量游离单体的含量游离单体的含量游离单体的含量和和和和助剂助剂助剂助剂的种类的种类的种类的种类 本讲稿第十五页,共四十页16uu高分子在加工、受热时产生的有害因素对健康影响高分子在加工、受热时产生的有害因素对健康影响高分子在加工、受热时产生的有害因素对健康影响高分子在加工、受热时产生的有害因素对健康影响n n高高分分子子在在加加工工、受受热热时时产产生生的的裂裂解解气气、残残液液等等含含有有许许多多有有毒毒化化学学物物(如如聚聚氯氯乙乙烯烯塑塑料料加加
15、热热至至160170160170度度时时,可可分分解解产产生生HClHCl),有有的的可可产产生生一一氧氧化化碳碳等等等等,其其中中危危害害较较大大的的有有CO CO、HClHCl、HCNHCN、光光气气、氯氯气气以以及及氟氟化化氢氢、八八氟氟异异丁丁烯烯等等有有机机氟氟化化合合物物,吸吸入入后后可可引引起急性中毒。起急性中毒。本讲稿第十六页,共四十页17氯乙烯氯乙烯n n理化特性 氯乙烯是合成聚氯乙烯塑料的单体,在常温常压下为无色气体,略呈芳香气味,易燃、易爆。分子量为62.5,微溶于水,溶于乙醇,极易溶于乙醚和四氯化碳。本讲稿第十七页,共四十页18n n 接触机会接触机会接触机会接触机会:
16、n n1 1)塑料制造业:在生产聚氯乙烯塑料过程中和清洗或)塑料制造业:在生产聚氯乙烯塑料过程中和清洗或)塑料制造业:在生产聚氯乙烯塑料过程中和清洗或)塑料制造业:在生产聚氯乙烯塑料过程中和清洗或抢掺聚合釜时可接触到氯乙烯单体。抢掺聚合釜时可接触到氯乙烯单体。抢掺聚合釜时可接触到氯乙烯单体。抢掺聚合釜时可接触到氯乙烯单体。n n2 2)塑料制品业:聚氯乙烯发泡,壁纸发泡,合成革)塑料制品业:聚氯乙烯发泡,壁纸发泡,合成革)塑料制品业:聚氯乙烯发泡,壁纸发泡,合成革)塑料制品业:聚氯乙烯发泡,壁纸发泡,合成革的发泡等的发泡等的发泡等的发泡等n n3 3)其他:有机化工原料制造业:如氯丁二烯合成,
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