高分子化学第八章高分子的化学反应优秀课件.ppt
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1、高分子化学课件第八章高分子的化学反应高分子化学课件第八章高分子的化学反应第1页,本讲稿共25页8.1 高分子官能团反应特点及影响因素高分子官能团反应特点及影响因素 高分子官能团可以起各种化学反应高分子官能团可以起各种化学反应高分子官能团可以起各种化学反应高分子官能团可以起各种化学反应 由于高分子存在链结构、聚集态结构,官能团反应具有由于高分子存在链结构、聚集态结构,官能团反应具有由于高分子存在链结构、聚集态结构,官能团反应具有由于高分子存在链结构、聚集态结构,官能团反应具有特殊性特殊性特殊性特殊性1.1.反应产物的不均匀性反应产物的不均匀性反应产物的不均匀性反应产物的不均匀性 高分子链上的官能
2、团很难全部起反应高分子链上的官能团很难全部起反应高分子链上的官能团很难全部起反应高分子链上的官能团很难全部起反应 一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同基团,类似共聚产物基团,类似共聚产物基团,类似共聚产物基团,类似共聚产物 例如聚丙烯腈水解例如聚丙烯腈水解例如聚丙烯腈水解例如聚丙烯腈水解:第2页,本讲稿共25页 反应不能用小分子的反应不能用小分子的反应不能用小分子的反应不能用小分子的“产率产率产率产率”一词来描述一词来描述一词来描述一词来描述 只能用只能用
3、只能用只能用基团转化率基团转化率基团转化率基团转化率来表征:来表征:来表征:来表征:即指起始基团生成各种基团的百分数即指起始基团生成各种基团的百分数即指起始基团生成各种基团的百分数即指起始基团生成各种基团的百分数 基团转化率不能达到百分之百,是由高分子反应的不基团转化率不能达到百分之百,是由高分子反应的不基团转化率不能达到百分之百,是由高分子反应的不基团转化率不能达到百分之百,是由高分子反应的不均匀性和复杂性造成的均匀性和复杂性造成的均匀性和复杂性造成的均匀性和复杂性造成的2.2.影响高分子化学反应的因素影响高分子化学反应的因素影响高分子化学反应的因素影响高分子化学反应的因素_化学因素化学因素
4、化学因素化学因素_几率效应几率效应几率效应几率效应 高分子链上的相邻基团作无规成对反应时,中间往往留高分子链上的相邻基团作无规成对反应时,中间往往留高分子链上的相邻基团作无规成对反应时,中间往往留高分子链上的相邻基团作无规成对反应时,中间往往留有孤立基团有孤立基团有孤立基团有孤立基团,最高转化率受到几率的限制,称为最高转化率受到几率的限制,称为最高转化率受到几率的限制,称为最高转化率受到几率的限制,称为几率效应几率效应几率效应几率效应第3页,本讲稿共25页 例如,例如,例如,例如,PVCPVC与与与与ZnZn粉共热脱氯,按几率计算只能达到粉共热脱氯,按几率计算只能达到粉共热脱氯,按几率计算只能
5、达到粉共热脱氯,按几率计算只能达到86.5%86.5%,与实验结果相符,与实验结果相符,与实验结果相符,与实验结果相符l l邻近基团效应邻近基团效应邻近基团效应邻近基团效应 高分子链上的邻近基团,包括反应后的基团都可以改变高分子链上的邻近基团,包括反应后的基团都可以改变高分子链上的邻近基团,包括反应后的基团都可以改变高分子链上的邻近基团,包括反应后的基团都可以改变未反应基团的活性,这种影响称为未反应基团的活性,这种影响称为未反应基团的活性,这种影响称为未反应基团的活性,这种影响称为邻基效应邻基效应邻基效应邻基效应 如聚甲基丙烯酸酯类碱性水解有自动催化作用如聚甲基丙烯酸酯类碱性水解有自动催化作用
6、如聚甲基丙烯酸酯类碱性水解有自动催化作用如聚甲基丙烯酸酯类碱性水解有自动催化作用第4页,本讲稿共25页 有利于形成五元或六元环状中间体,均有促进效应有利于形成五元或六元环状中间体,均有促进效应有利于形成五元或六元环状中间体,均有促进效应有利于形成五元或六元环状中间体,均有促进效应 邻基效应还与高分子的构型有关,如邻基效应还与高分子的构型有关,如邻基效应还与高分子的构型有关,如邻基效应还与高分子的构型有关,如 全同全同全同全同PMMAPMMA比无规、间同水解快,原因是全同基结构的比无规、间同水解快,原因是全同基结构的比无规、间同水解快,原因是全同基结构的比无规、间同水解快,原因是全同基结构的团位
7、置易于形成环酐中间体团位置易于形成环酐中间体团位置易于形成环酐中间体团位置易于形成环酐中间体_物理因素物理因素物理因素物理因素l l聚集态的影响聚集态的影响聚集态的影响聚集态的影响 晶态高分子晶态高分子晶态高分子晶态高分子低分子很难扩散入晶区,晶区不能反应低分子很难扩散入晶区,晶区不能反应低分子很难扩散入晶区,晶区不能反应低分子很难扩散入晶区,晶区不能反应官能团反应通常仅限于非晶区官能团反应通常仅限于非晶区官能团反应通常仅限于非晶区官能团反应通常仅限于非晶区第5页,本讲稿共25页l l轻度交联的聚合物,须适当溶剂溶胀,才易进行反应轻度交联的聚合物,须适当溶剂溶胀,才易进行反应轻度交联的聚合物,
8、须适当溶剂溶胀,才易进行反应轻度交联的聚合物,须适当溶剂溶胀,才易进行反应 如苯乙烯二乙烯基苯共聚物,用二氯乙烷溶胀后,才如苯乙烯二乙烯基苯共聚物,用二氯乙烷溶胀后,才如苯乙烯二乙烯基苯共聚物,用二氯乙烷溶胀后,才如苯乙烯二乙烯基苯共聚物,用二氯乙烷溶胀后,才易磺化易磺化易磺化易磺化非晶态高分子非晶态高分子非晶态高分子非晶态高分子玻璃态,链段运动冻结,难以反应玻璃态,链段运动冻结,难以反应玻璃态,链段运动冻结,难以反应玻璃态,链段运动冻结,难以反应高弹态:链段活动增大,反应加快高弹态:链段活动增大,反应加快高弹态:链段活动增大,反应加快高弹态:链段活动增大,反应加快粘流态:可顺利进行粘流态:可
9、顺利进行粘流态:可顺利进行粘流态:可顺利进行_链构象的影响链构象的影响链构象的影响链构象的影响 高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态 溶剂改变,链构象亦改变,官能团的反应性会发生明显的溶剂改变,链构象亦改变,官能团的反应性会发生明显的溶剂改变,链构象亦改变,官能团的反应性会发生明显的溶剂改变,链构象亦改变,官能团的反应性会发生明显的变化变化变化变化_即使均相反应,高分子的溶解情况发生变化时,反应即使均相反应,高分子的溶解情况发生变化时,反应即使均相反应,高分子的溶解情况发
10、生变化时,反应即使均相反应,高分子的溶解情况发生变化时,反应速率也会发生相应变化速率也会发生相应变化速率也会发生相应变化速率也会发生相应变化第6页,本讲稿共25页纤维素的结构如下纤维素的结构如下纤维素的结构如下纤维素的结构如下l l粘胶纤维粘胶纤维粘胶纤维粘胶纤维l l纤维素硝酸酯纤维素硝酸酯纤维素硝酸酯纤维素硝酸酯l l纤维素醋酸酯纤维素醋酸酯纤维素醋酸酯纤维素醋酸酯l l纤维素醚类:纤维素醚类:纤维素醚类:纤维素醚类:甲基、乙基、羧甲基、乙基、羧甲基、乙基、羧甲基、乙基、羧甲基纤维素甲基纤维素甲基纤维素甲基纤维素_纤维素的化学反应纤维素的化学反应纤维素的化学反应纤维素的化学反应 纤维素是第
11、一个进行化学改性的天然高分子纤维素是第一个进行化学改性的天然高分子纤维素是第一个进行化学改性的天然高分子纤维素是第一个进行化学改性的天然高分子 纤维素有许多重要衍生物纤维素有许多重要衍生物纤维素有许多重要衍生物纤维素有许多重要衍生物8.2 8.2 聚合度相似的化学转变聚合度相似的化学转变第7页,本讲稿共25页 粘胶纤维的制造粘胶纤维的制造粘胶纤维的制造粘胶纤维的制造20%NaOH20%NaOH浸渍浸渍浸渍浸渍 1 12 h2 h碱碱碱碱纤纤纤纤维维维维素素素素CSCS2 220 20 30 30 2 h 2 h纤维素黄酸钠纤维素黄酸钠纤维素黄酸钠纤维素黄酸钠(0.5 0.5 0.5 0.5 个
12、黄酸根个黄酸根个黄酸根个黄酸根 /3/3/3/3个羟基)个羟基)个羟基)个羟基)18 18 30 30 40 h40 h将部分黄酸盐水解成羟基,成为粘将部分黄酸盐水解成羟基,成为粘将部分黄酸盐水解成羟基,成为粘将部分黄酸盐水解成羟基,成为粘度较大的纺前粘胶液度较大的纺前粘胶液度较大的纺前粘胶液度较大的纺前粘胶液10101515 H H2 2SOSO4 4 喷丝喷丝303045 45 CSCS2 2第8页,本讲稿共25页_ 聚醋酸乙烯酯的反应聚醋酸乙烯酯的反应聚醋酸乙烯酯的反应聚醋酸乙烯酯的反应 聚乙烯醇只能从聚醋酸乙烯酯的水解得到聚乙烯醇只能从聚醋酸乙烯酯的水解得到聚乙烯醇只能从聚醋酸乙烯酯的
13、水解得到聚乙烯醇只能从聚醋酸乙烯酯的水解得到聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品聚乙烯醇缩醛化反应可得到重要的高分子产品缩甲醛:维尼纶缩甲醛:维尼纶缩丁醛:良好的玻璃粘合剂缩丁醛:良好的玻璃粘合剂第9页,本讲稿共25页_芳环取代反应芳环取代反应芳环取代反应芳环取代反应 聚苯乙烯几乎年进行芳烃的一切反应聚苯乙烯几乎年进行芳烃的一切反应聚苯乙烯几乎年进行芳烃的一切反应聚苯乙烯几乎年进行芳烃的一切反应 以苯乙烯二乙烯苯共聚物为母体的离子交换树以苯乙烯二乙烯苯共聚物为母体的离子交换树以苯乙烯二乙烯苯共聚物为母体的离子交
14、换树以苯乙烯二乙烯苯共聚物为母体的离子交换树脂,是芳环取代反应的典型例子脂,是芳环取代反应的典型例子脂,是芳环取代反应的典型例子脂,是芳环取代反应的典型例子强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂阴离子交阴离子交换树脂换树脂第10页,本讲稿共25页8.4 聚合度变大的反应聚合度变大的反应 包括:交联、接枝、嵌段、扩链包括:交联、接枝、嵌段、扩链包括:交联、接枝、嵌段、扩链包括:交联、接枝、嵌段、扩链 线型高分子链之间进行化学反应,成为网状高分子,线型高分子链之间进行化学反应,成为网状高分子,线型高分子链之间进行化学反应,成为网状高分子,线型高分子链之间进行化学反应,成为网状高分子,这就是交联反
15、应这就是交联反应这就是交联反应这就是交联反应_交联反应交联反应交联反应交联反应_聚烯烃(聚乙烯、乙丙橡胶)在过氧化物、高能幅聚烯烃(聚乙烯、乙丙橡胶)在过氧化物、高能幅聚烯烃(聚乙烯、乙丙橡胶)在过氧化物、高能幅聚烯烃(聚乙烯、乙丙橡胶)在过氧化物、高能幅射作用下可发生交联。过氧化物交联如下:射作用下可发生交联。过氧化物交联如下:射作用下可发生交联。过氧化物交联如下:射作用下可发生交联。过氧化物交联如下:第11页,本讲稿共25页乙丙橡胶的交联(硫化)发生在叔碳原子上乙丙橡胶的交联(硫化)发生在叔碳原子上乙丙橡胶的交联(硫化)发生在叔碳原子上乙丙橡胶的交联(硫化)发生在叔碳原子上l l橡胶的硫化
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- 高分子 化学 第八 化学反应 优秀 课件
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