高分子材料工程专业英语翻译(修正稿).docx

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1、1第一单元什么是高聚物？什么是高聚物？首先，他们是络合物和大分子，而且不同于低分子化 合物，譬如说一般的盐。与低分子化合物不同的是，一般盐的分子量仅仅 是58. 5,而高聚物的分子量高于105,甚至大于10%这些大分子或“高分 子”由很多小分子组成。小分子相互结合形成大分子，大分子能够是一种 或多种化合物。举例说明，想象一组大小相同并由相同的材料制成的环。 当这些环相互连接起来，可以把形成的链看成是具有同种（分子量）化合 物组成的高聚物。另一方面，独立的环可以大小不同、材料不同，相连接 后形成具有不同（分子量）化合物组成的聚合物。很多单元相连接赐予了聚合物一个名称，意味着“多、聚、重复”， 意

2、味着“链节、基体”（希腊语中）。例如：称为丁二烯的气态化合物，分 子量为54,化合将近4000次，得到分子量大约为200000被称作聚丁二烯 （合成橡胶）的高聚物。形成高聚物的低分子化合物称为单体。下面简洁 地描述一下形成过程：丁二烯+丁二烯+ 丁二烯聚丁二烯（4000 次）因而能够看到分子量仅为54的小分子物质（单体）如何渐渐形成分 子量为200000的大分子（高聚物）。实质上，正是由于聚合物的巨大的分 子尺寸才使其性能不同于像苯这样的一般化合物（的性能）。1例如，固态 苯，在5. 5熔融成液态苯，进一步加热，煮沸成气态苯。与这类简洁化 合物明确的行为相比，像聚乙烯这样的聚合物不能在某一特定

3、的温度快速 地熔融成纯净的液体。而聚合物变得越来越软，最终，变成特别粘稠的聚 造出兼有活性官能团特性和高分子量聚合物性能的功能聚合物，所以人们 对(功能聚合物)这个领域的爱好与日俱增。4胜利的利用这些聚合物是 基于物理形态、溶剂的性能、孔隙度、聚合物的化学活性和稳定性。各种 类型的功能化聚合物，涵盖广泛的化学应用，包括聚合物试剂、催化剂、载 体、表面活性剂、稳定剂、离子交换树脂等。在各种各样的生物和生物医 学等领域，比如制药、农业、食品工业等，它们已经成为不行缺少的材料, 特殊是在药物和农药限制释放的配方上。此外,这些聚合物被广泛用作抗 氧化剂、阻燃剂、缓蚀剂、絮凝剂、抗静电剂和其他技术的应用

4、。此外，在 高技术领域功能性聚合物具有广袤的应用前景，作为导电材料,光敏剂， 核径迹探测器、液晶、用于太阳能等的转化与储存的工作物质。12第十二单元试验室制备氨基树脂氨基树脂是由氨基衍生物和醛在酸性或碱性条件下反应生产得到的其中 最重要最具代表性的物质是服醛树脂和蜜胺树脂。药品：尿素，福尔马林(37%),乙醇，2N , 0. 1N溶液，1N标准溶液，1N 标准溶液，冰醋酸，糠醇，三乙醇胺，木粉，磷酸钙，氯化镀，0. 5N H24 溶液，23，1%乙醇百里酚酸指示剂溶液，三聚氧胺，甘油和单羟甲基服。 装置：烧瓶和烧杯，500的三口烧瓶，加热套，机械搅拌器，冷凝器，迪 安一斯达克塔分水器，烘箱，广

5、泛试纸，试管，250的容量烧瓶，冰浴， 10的移液管，滴管，油浴和广口瓶。酸性条件下制备胭醛树脂：为了证明尿素和甲醛在酸性条件下的快速反 应，将5 g尿素和6福尔马林在试管中混合，振荡试管直到尿素全部溶解。 滴加4滴0.5 N H24以调整溶液到4,视察析出沉淀所须要的时间，取出 部分沉淀并比较此沉淀以与单羟甲基服样品在水中的溶解性。制备胭醛树脂粘合剂：将600g(1)尿素和137g(1. 7)福尔马林放入500三 口烧瓶中，并安装好机械搅拌器和回流冷凝器，通过用广泛试纸测定用2 溶液把混合物值调至78,然后将混合物回流2小时。1每隔半小时用下面 的方法测定一次混合物中的自由甲醛含量，直到水完

6、全脱除为止。2当混合物回流2小时后，将迪安一斯达克塔分水器安装在烧瓶和回流 冷凝器之间。大约有40水被蒸储，用5滴冰醋酸将溶液酸化；将44g糠 醇和0. 55g的三乙醇胺加入到反应混合液中，加热此溶液到90并恒温 15分钟。将混合物冷却到室温。取出15g的树脂样品和由1g木粉，0.05g磷酸 钙和0.2g氯化镂组成的硬化剂混合。将混合物进行室温 的没有加工硬化剂的树脂放入广口瓶中并提交给试验导师。自由甲醛含量的测定：自由甲醛含量的测定：打算250 1N 23溶液，并 中和该溶液，从而使其产生淡蓝色的百里酚酰;指示剂溶液。在250锥形瓶 中加入重为2到3克的树脂样品到100的水中，摇摆锥形瓶使锥

7、形瓶内的 溶液充分溶解。假如树脂不能溶解，加入乙醇可以帮助溶解。在冰浴中使 溶液的温度下降到4,加25的23溶液在100的烧瓶中，用移液管移 取10标准的1N溶液到烧瓶中，降温至40加10-15滴百里酚醐指示剂 溶剂到样品烧瓶中，调整溶液的颜色至淡蓝色。用冷水冷却以后快速地转 移酸式亚硫酸盐溶液到样品烧瓶中。4滴定溶液到百里酚醐的终点(标准1N溶液)。,2232 f 23通过中和树脂溶液的溶液的量来测定自由甲醛的百分含量。三聚鼠胺甲醛树脂的制备：在一个500的配置有机械搅拌器和一个冷凝 器的反应器中加入63g（0. 5）的三聚氧胺和122g（l. 5）的福尔马林（37%）。 混合物回流40分钟

8、。%自由甲醛须要每隔特别钟测定一次。自由甲醛的测 定步骤如上所述。样品经过20分钟加热后，在烧瓶和冷凝器间插入一个迪安一斯达克分 水器，从而有10的水被蒸储掉。把未固化的样品放入螺丝帽的坛子中， 连同固化的树脂一起交给试验指导老师。B聚合反应工程13第十三单元反应器类型反应器可以用很多方法分类，各自适用于特定的目的。1例如，（1969） 基于用于产生反应的能量来源（即，热量，电化学，光化学，原子核）选 择了一种细目分类。更多一般的细目分类是依据所存在的容器和流量的类 型。1 .间歇反应器。间歇反应器在化学试验室几乎是一般的选择，大多数的化学过程在那 里产生。间歇反应器的原理具简洁性和通用性，不

9、管它是一支试管，一个 三颈瓶，一个高压釜，还是一个光谱仪器的比色皿。不管反应比例，很清 晰这些是低产率设备。当要求放大反应器时，大多直截了当的途径是移至 一个较大的间歇反应器如一个较大的大桶或罐。商业化的间歇反应器是浩大的，10万加仑或更大。对于慢化学反应, 为提高生产率必需增加反应器体积，而这往往导致反应器的循环周期变长, 常常以天计算。2制造、运输以与其他因素限制了反应器的规模。如热传 递实力会限制间歇反应器的尺寸，热交换器必需在制造厂而不是在现场加 工。3这限制了产率由于这间歇反应器可以被经济地利用。间歇反应器也 必需装料、卸料和清洗。为了加快反应这些非生产性的操作消耗了多于反 应本身的

10、时间，连续化过程可能更有吸引力。2 .半间歇反应器()一些反应器可以从反应混合物的不同相态中生产出某种产品。例如液 相反应中气体的释放,或流淌相反应中沉淀的生成。4为了驱使反应完全， 希望接着分别粗产物相。个别反应物的不同加入方式也导致半连续操作。 5缘由我们以后探讨，可希望一起先加入一种反应物以后连续加入其次种 反应物。这类反应器同时具有一个间歇和一个流淌的特征，像间歇反应器， 适用于慢反应和低产率。3 .连续流淌搅拌反应器()从间歇反应器到连续流淌搅拌反应器是小小的一步。同样的搅拌式容 器的运用可仅仅添加管道和储罐以供应连续进料和出料。因为连续操作可 加快反应并提高产率。通常大多数连续流淌

11、搅拌反应器用于液相反应，例 如硝化和水解，多相反应器涉与液-气和/或液-固。例如氯化和加氢。4 .多级串联连续流淌搅拌反应器事实证明通过一系列多级串联连续流淌搅拌反应器的混合能够获得 高产率和重大的经济效益。再者，这种反应器简洁逐步放大，例如某种化 学品的需求逐步增加时常这样做。6多级串联连续流淌搅拌反应器通常用 于液相反应。5 .管式反应器当产率须要增加时，增加很多套连续搅拌式反应器变得困难，而管式 反应器变得迷人。转化成管式反应器失去了一些通用性并要求综合很多操 作。尽管如此，管式反应器在液相反应中起着广泛作用，例如，聚合反应， 气相反应几乎总是选择连续反应器，例如，高温裂解。采纳管式反应

12、器能 够获得特别高的产率，要么增加管的直径要么通过运用足够数量的并列管 提高更大的通用性。6 .循环反应器循环反应器出于从一种状况到下一种状况循环变更的目的，在种类上 可以是间歇反应器、连续流淌搅拌反应器、管式反应器等等。回到较早的 观点，在节约粗原料的过程中，很多大规模的商业操作合并了一个或多个 循环。这一实践通常导致了杂质的累积，它们依次须要分别。通常不是简 洁地将反应器的出料返回到入口，当然也可以这样做。7例如，在间歇反 应器中反应混合物可以回收，或用泵打循环，通过热交换器限制热。循环反应器由于其特殊的特性在试验室和中试车间也发觉了应用价 值。一个极端是将全部的产物循环（没有净的流出），

13、此时循环反应器严 格等效于全混间歇反应器。8另一个极端是没有循环，反应器是简洁的管 式类。假如有一些净的流出但循环率很高，全部的反应器运行类似于连续 流淌搅拌反应器。然而反应器本身的 类似于不同的管式反应器。在探讨 和发展中循环反应器的通用性能够开发出更大的优点（势）。23其次十三单元聚合物加工在其最一般的状况下，聚合物加工涉与固体（有时侯是液体）聚合物 树脂以一种不规则的形式（例如粉末、颗粒、珠子）转化成一种具有特殊 形态、尺寸和性能的固体塑料产品。这借助于转换加工：挤出、模塑、压 延、涂覆、热成型等。为了获得上述目的，加工通常涉与下述操作：固体 输送、压缩、加热、混合、成型、冷却、固化并完

14、成。明显，这些操作不 必按序发生，而很多可以同时发生。成型是为了赐予材料所须要的几何形态和尺寸。成型过程包括粘弹形 变和热传递，这种粘弹形变和热传递是和产品从熔体的固化（或冷却）相 联系的。1成型包括：（1）二元操作，例如，口模成型、压延和涂覆，（2）三元 的模型和成型操作。二元的操作要么是连续的，固定形态（例如薄膜和板 材，电线涂布，纸和平面涂布，压延，纤维拉伸，管材和型材挤出等等。） 要么是间歇式的，在挤出的状况下伴有间歇挤出吹膜。通常，模塑操作是 间歇的，然而同时倾向于非固定条件。热成型，真空成型，和相像的加工 可以认为是二次成型操作，因为它们通常包括已成型形态的再次成型。在 某些状况下

15、像吹模，加工包括首次成型（型胚成型）和二次成型（型胚膨 胀）。成型操作包括同时或交叉的液体流淌和热传递。在二元加工中，固化 （或冷却）在成型加工之后，反之在三元加工的模塑中固化（或冷却）和成型倾向于同时发生。依据材料的性质、设备和加工条件，流淌状态以与依据流淌面的自由与否，通常包括剪切、延长和挤压流淌。2经验了流淌和固化（或冷却）的聚合物的热机械历史导致了制造业微 结构的变革（形态学、结晶学和取向分布）。最终产品的性能与微结构紧 密相关。因此，加工和产品质量的限制必需基于树脂性能、设备设计、操 作条件、热机械历史、微结构和最终产品性能之间相互作用的理解。数学 模型和计算机被同时用于获得这些相互

16、作用的理解。鉴于进一步利用计算 机协助设计/计算机协助制造/计算机协助工程（）系统协同塑料加工诸如 这一趋近获得了更多的重要性。下面的探讨将重点放在包括塑料成型操作一些基本概念上。适当考虑 说明热机械历史和微结构发展，将强调最近关于分析和一些重要商品加工 模型的进展。在上端（1-6）的标准参考中能够找到本主题更广泛的综述。如上面提到的，成型操作包括液体流淌和热传递，对于相态变更，还 包括粘弹性聚合物的熔融。稳定和非稳定状态加工是相冲突的。这种典型 操作的科学分析须要解决相关连续、运转和能量平衡（如守恒方程）。25其次十五单元热性能聚合物热稳定性与转变温度和降解温度关系亲密，即内在属性。通过热稳

17、定 性是完全理解诸如重量、强度、绝缘实力等性能在热作用下的稳定性或保O 1聚合物的熔点或降解温度总是其温度上限，而运用温度则明显要低。聚合物在热的作用下在惰性气体中降解的方式一方面取决于聚合物本 身的化学结构，另一方面取决于其结构中存在的少量的不稳定结构。只有当温度足够高以至于化学键离解破坏时才可能发生热降解。对于 大多数聚合物而言，热降解的特点是最薄弱的化学键的断裂，因此可用化 学键离解能来测定。由于大多数离解反应的牖变具有相同的数量级，因此 可以假定其活化焙也近似相等。这通常意味着化学键的断裂能确定了聚合 物的降解现象。因此,可推出达到同一转化率对应的温度事实上是键断裂 能成比例。2热降解

18、或热解过程可由一系列试验指标来表征，如起始降解温度、降 解一半的温度、降解速率最大时的温度以与平均活化能等。一种聚合物的 耐热性或许可用“起始”降解和“一半”降解来表征。热降解有两种类型，即链式降解和无规降解。链式降解是指单体单元 从分子链的一端或某个薄弱连接处连绵不断地脱离下来，这在本质上是聚 合反应的逆反应；3通常称为链解反应或拉链式降解反应。这种链解反应 通常在最高的温度下起先发生。而无规降解则是由于分子链某一随意部位 的断裂引起的，形成多分散性的离解碎片（通常大于单体单元）混合物。 两种类型的热降解可以分别发生也可以同时发生，后者更常见。乙烯基聚 合物的降解反应通常以链式降解为主，而缩

19、聚产物的降解反应则主要是源 于无规链降解。在裂解的起始阶段（550 ）会发生岐化降解，部分降解产物富含氢、 并以焦油或初级气体的形式挥发出来，剩余部分为初级炭；在裂解的其次 阶段（550）,初级炭会进一步分解（主要发生脱氢反应），形成次级气 体和最终的炭。在岐化降解反应中，结构单元之脂肪结构上的氢原子会向 芳香基团“转移”并使之“饱和”。岐化降解中这种氢原子的转移在很大程度上受到化学官能团性质的影响。27其次十七单元加工和制备热塑性塑料加工和制造材料的描述转换从股票形式（酒吧，棒、管、板、小丸等）或多 或少带有困难的产物。聚合物凹凸有被证明特殊适合各种挤出和注塑模具 技术。在平价店-以下主要加

20、工和制造业务现在使产品和组件制成形态困 难的批量生产规模很大。最重要的加工和制作技术为热塑性塑料利用他们的一般低熔点的温度 和材料从溶化。挤出和注塑应用最广泛的是。螺杆挤出机的接受原始材料 颗粒形态和热塑性塑料挤出机螺杆穿过蚁穴桶;材料加热接触加热桶和表 面机械动作的螺钉,溶化。溶化是压缩圆锥的螺钉,最终通过死亡来形态形 成管,板材,棒材或者或许是挤出更多的-概要文件上。连续工作的螺杆挤 出机和挤压产品是腾飞它就会死。或者削减成肯定长度。它是重要的，熔 融粘度必需足够高，以防止崩溃或失去限制的双螺杆的变形，当它离开死 亡,而且可能有水或空气喷出口快速冷却。高熔体粘度可以通过运用材料 的高摩尔质

21、量。冷却的速率可能确定了在挤压的结晶度的程度在水晶保利 -梅尔，因此影响机械和其他属性。注塑描述过程中聚合物熔体被迫卷入模具,在那里它冷却直到固体。 模具然后分割成两半，允许产品剔除;随后的零部件模具夹在一起,再一次, 一个进一步的数量的熔岩注入和循环反复。结束的注射是最常见的一种阿 基米德螺杆（相像,螺杆挤出机），可以产生,每一次循环，一杯熔融聚合物 预定大小，然后再将其注入模具通过往复式行动。注射成型供应了一个有 效的方式获得困难的形态在大型的生产运行。随着大小和/或长宽比注射成型增加它变得更，以确保一样性在聚合物 在注射过程中，保持足够力气保持模具期间关闭的灌装。反应注射成型过 程已经被

22、用来解决这两个问题,本质上是通过执行大部分的反应在模具。吹塑代表一个发展的空心挤压在文章捕获了一个长度的挤压管0和夸 大它在模具。简洁的挤压可能被注塑预制块。中空的包括那些较大的尺寸，也可能产 生的旋转模塑（或）。一个负责固体聚合物，通常粉，引入到模具第一加热到 形成一个溶化。模具然后旋转大约两轴上其内部的一个统一的厚度。高分子材料在连续的表形式往往是由和随后再保险-厚度之间不能简 化通过一系列的加热辑,一个操作称为卡尔-。热空气压力雇佣了吸入或形 态的热塑性塑料床单高于其软化温度加热到轮廓的男性或女性的模具。某 些热塑性塑料可塑造没有暖气在很多操作，如冲压和锻造常常应用于金属。全部这些方法加

23、工成型过程本质上都是。切割技术（拥抱全部的常规加 工操作:车削、钻孔、磨、铳刨削）也可以适用于热塑性塑料，但它们运用 更广泛。这些技术是最常用于玻璃状聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯和复合材 料如玻璃填充聚四氟乙烯，虽然松软的材料,如体育和空聚四氟乙烯有优 秀的切削加工性能。很多热塑性塑料可能令人满足地巩固了要么相像或不同的。大量的惰性， 不溶性聚合物材料,如聚四氟乙烯和其他一些氟聚合物、和其他一些对聚 烯烽是能够巩固只有追有力的表面处理。较低的热塑性塑料焊接供应了一 个重要溶化选择加入部分相同的材料,例如,在不同的管道。更高的熔化温 合物熔融体。将这种热而粘稠的聚合物熔融体进一步加热，不会转变成各

24、种气体，但它不再是聚乙烯（如图1.1）。固态苯液态苯 气态苯加热，5. 5 加热，80固体聚乙烯 熔化的聚乙烯各种分解产物-但不是聚乙烯加热加热图1.1低分子量化合物（苯）和聚合物（聚乙烯）受热后的不同行为发觉另一种不同的聚合物行为和低分子量化合物行为是关于溶解过程。 例如，让我们探讨一下，将氯化钠渐渐地添加到固定量的水中。盐，代表 一种低分子量化合物，在水中达到点（叫饱和点）溶解，但，此后，进一 步添加盐不进入溶液中却沉究竟部而保持原有的固体状态。饱和盐溶液的 粘度与水的粘度不是特别不同，但是，假如我们用聚合物替代，譬如说， 将聚乙烯醇添加到固定量的水中，聚合物不是立刻进入到溶液中。聚乙烯

25、醇颗粒首先吸水溶胀，发生形变，经过很长的时间以后，（聚乙烯醇分子） 进入到溶液中。2同样地，我们可以将大量的聚合物加入到同样量的水中， 不存在饱和点。将越来越多的聚合物加入水中，认为聚合物溶解的时间明 显地增加，最终呈现松软像面团一样粘稠的混合物。另一个特点是，在水末状态。3总之，我们可以讲（1）聚乙烯醇的溶解须要很长时间，（2）不 存在饱和点，（3）粘度的增加是典型聚合物溶于溶液中的特性，这些特性 主要归因于聚合物大分子的尺寸。如图1.2说明白低分子量化合物和聚合物的溶解行为。 度的热塑性塑料（包括聚四氟乙烯聚合物和常见的工程也一些特地的耐热 材料如聚酰亚胺）不能令人满足地捏造出来的主要挤压

26、和注塑过程。这些 材料是受到烧结粉末聚合物在模具,这一过程使聚合物粒子合并。氯化钠晶体加入到水中一晶体进入到溶液中.溶液的粘度不是特别不同于 充分搅拌水的粘度一形成饱和溶液.剩余的晶体维持不溶解状态.加入更多的晶体 并搅拌氯化钠的溶解聚乙烯醇碎片加入到水中一碎片起先溶胀一碎片渐渐地进入到溶液中允 许维持现状充分搅拌一形成粘稠的聚合物溶液.溶液粘度特别高于水的粘度 接着搅拌聚合物的溶解图1.2低分子量化合物（氯化钠）和聚合物（聚乙烯醇）不同的溶解行为11并不是全部的聚合物都是由单一种类的重复单元键接构成。另一个极端状 况是，蛋白子分子是n个氨基酸重复单元键和在一起的聚酰胺。虽然在 这种状况下，我

27、们仍可称n为聚合度，但已没什么意义，因为一个氨基酸 可以是蛋白质中20多种分子中的任何一个。在这种状况下，通常用来描 述分子的是分子量本身，而不是聚合度。当各种氨基酸的实际含量已知, 对生物化学家和生物学家来说尤其感爱好的是他们的序列。2其次单元链式聚合反应第一个发觉一例现象，很多烯煌和不饱和烯煌通过打开双键可以形成 链式大分子。二烯煌以同样的方式聚合，然而，仅限于两个双键中的一个。 这类反应是通过单体分子首先加成到引发剂自由基或引发剂离子上而进 行的，靠这些反应活性中心由引发剂转移到被加成的单体上。1以同样的 方式，借助于链式反应，单体分子一个接一个地被加成（每秒200020000 个单体）

28、直到活性中心通过不同的反应类型而终止。聚合反应是链式反应 的缘由有两种：因为反应动力学和因为作为反应产物它是一种链式分子。 链分子的长度与动力学链长成正比。链式反应可以概括为以下过程（R 相当与引发剂自由基）因而通过上述过程由氯乙烯得到聚氯乙烯，或由苯乙烯获得聚苯乙烯，或 乙烯获得聚乙烯，等等。借助于聚合度估算的分子链长可以在一个大范围内通过选择相宜的反 应条件被变更。通常，通过大量地制备和利用聚合物，聚合度在1000-5000 范围内，但在很多状况下可低于500、高于10000c这不应当把全部聚合 物材料的分子量理解为由500,或1000,或5000个单体单元组成。在几 乎全部的事例中，聚合

29、物材料由不同聚合度的聚合物分子的混合物组成o聚合反应，链式反应，依照与众所周知的氯（气）-氢（气）反应和光 气的分解机理进行。双键活化过程的引发剂反应，可以通过热、辐射、超声波或引发剂产 生。用自由基型或离子型引发剂引发链式反应可以很清晰地进行视察。2 这些（化合物）是高能态的化合物，它们能够加成合适的不饱和化合物（单 体），并（在完成一步加成以后仍旧）保持自由基或离子活性中心，致使说，每一步仅须要相当少的活化能，因此，通过一步简洁的活化反应（即 引发反应）即可将很多烯类单体分子转化（成聚合物），这正如连锁反应 这个术语的内涵那样。4因为少量的引发剂引发形成大量的聚合物原料（1：1000-1：

30、 10000）,从表面上看聚合反应很可能是催化反应。由于这个缘 由，通常把聚合反应的引发剂看作是聚合反应的催化剂，但是，严格地讲， 它们不是真正意义上的催化剂，因为聚合反应的催化剂进入到反应内部而 成为一部分，同时可以在反应产物，既聚合物中发觉化学键。此外离子引 发剂和自由基引发剂有的是金属络合物引发剂（例如，通过四氯化钛或三 氯化钛与烷基铝的反应可以得到），引发剂（催化剂）在聚合反应中起到 了重要作用，它们催化反应的机理还不是完全清晰。3第三单元逐步聚合通过很多不同的化学反应，逐步聚合可用于合成聚合材料。这些反应 包括酯化、酰胺化、氨基甲酸酯的形成、芳香族的取代等。聚合反应通过 在两种不同的

31、官能团之间的反应，如，羟基和竣基（形成的）基团，或异 氟酸酯和羟基（形成的）基团。全部的逐步聚合反应依据所运用单体的类型可分为两类。第一类是两 种多官度的单体，每一种单体仅具有一种官能团。一种多官能度的单体, 每个分子有两个或两个以上的官能团。其次类是一个独立的单体含有两类 官能团。聚酰胺的合成说明白聚合反应的两个官能团。因此，聚酰胺可以 由二元胺或二元酸的反应或氨基酸之间的反应得到。两种官能团之间的反应一般来说可以通过下列反应式表示反应（3.1）说明前一种形式，而反应（3.2）具有后一种形式。1图3.1逐步聚合的示意图（a）未反应单体（b） 50%已反应（c） 83. 3%已反应（d） 10

32、0%已反应（虚线表示反应种类）聚酯化，是否在二元醇和二元酸或羟基酸分子间进行，是逐步聚合反 应过程的一个例子。酯化反应出现在单体本体中两个单体分子碰撞的位置, 且酯一旦形成，依靠酯上仍有活性的羟基或竣基还可以进一步进行反应。2 （单体或聚合物末端活性基团间）酯化的最终结果是单体分子很快地被 消耗掉，而分子量却没有增大多少。3图3.1说明白这个现象。例如，假 定图3.1中的每一个方格代表一个羟基酸分子。由最初的二聚体分子构成 的（b）中，单体分子被消耗了一半并且聚合物种类的平均聚合度（）为2。在三聚体和更多的二聚体形成的（c）中，大于80%的单体分子已反应，但 仅仅还是2.5o （d）中当全部的

33、单体反应完，是4o但所形成的每个聚合 物分子仍旧具有反应性末端基团；因此，聚合反应将以逐步的方式接着进 行，其每一步酯化反应的反应速率和反应机理均与初始单体的酯化作用相 同。4因此，分子量缓慢增加直至高水平的单体转化率，而且分子量将接 着增加直到粘度的增加使其难以除去酯化反应的水或难以找到相互反应 的端基。在的聚合反应中也可以看到，精确的当量平衡是获得高分子量所必需 的。假如存在一些单官能度的杂质，由于链的端基失活，反应将使分子量 削减。同样，在类的缩聚反应中高纯度的单体是必要的，而且可以归结高 收率的反应仅是形成聚合物的实际反应，因为副反应会破坏当量平衡。踮第六单无聚合物的分了量及其分布聚令

34、物的分子是在其合成和应用方面不市最重要的作用，这种仃趣乂仃用的力学性能仅与高分了材料相关，它是其 超而分r星的个结果。大多数重要的力学性能都依据于分了屋并且有很大的不同。因此，直到最小相对分了质这增 加到大约500（卜10000以后，聚介物的强度才开始显IH来。超过这个尺寸后，当其分r或增加时，聚介物的机械性能也 疗 个迅速的提高；这种影响在更大的分子盘的时攸始于平缓。在大多数情况卜，对于某特定的应用来说，某种聚合 物存在着某分子应范用，在这个范围之内其性能是最好的。当人们谈到聚介物分了屋的时候，他所指的是和低分了化合物的分了是兑全不同的回事。聚合物在分了后上区 别于小分r化介物是因为它们是多

35、分散的和不均匀的。即使个高分子在合成中没有污物和杂质，在广义上它依in不 是个纯物质。高分了即使在其最她的形式，也是不同分了总分了的混介物，高分了哆分散性的原因在于聚合过程中 的统计差异里，当人们讨论聚合物的分了这时，实际上指的是它的平均分/黄。在个聚介物中平均分/去和不同分 了蜜的确切分布的目的是为完全描绘它的特性：分了或的控制和分了后的分布（血） 经常被用来获取和提高聚合物 产品中的某些所需的物理性质,。多种方法可用于实险测后聚合物样品的平均分这些包括基于依数性，光散射，粘度，超速离心分散和沉淀 法。不同的方法将获得不同的平均分了屋。（对同聚合物）得到不同平均分了屋，因为所渊存的性质对试样

36、中 不同尺寸的聚介物分了的偏差。些方法是偏向于较大的聚合物分r,而另些方法是偏向于较小尺寸的分孔结果 是，平均分子屋的获得是趋于较大或较小尺寸的分了屋最重要的平均分了五的确定方法是数均分了星血.克均分了最 加和粕均分子Mv个聚介物样品除了不同的平均分了这，它通常还要知道分了壁的确切分布：各种不同的分饵方法用于确定聚合 物样品的分广呈分布。这些是甚十分常聚介物样品的使用性能，如溶解性和漆透性，慰若分子的不同而不同C第七单九课文螭溶解高聚物是,个缓慢的过程，会发生两个阶段。首先，可溶解的小分了慢慢技散，使高聚物变成溶胀的凝胶 这个总是这样除L举个例r，商聚物与商聚物分了之间作用力大因为交联，结晶,

37、或是很强的氢键形成很大的分子 间力，溶解就停留在这阶段。但是如果这些发生可以被强烈的可溶解的高聚物相互作用的说明年倒。第二个阶段的 溶解可发生。凝胶分解成真正的溶液，仅仅这个阶段可以被搅拌加速e甚至这样，溶解过程可以由于商分子质向而减 他 0高聚物的溶解度关系更加电杂化相比低分了量的单体，内为高聚物和斤溶解能力的分了之间的大小不同，系统粘 性不同，还力结构作用和高聚物分了发。当条件变化的时优“无溶解性乂可以提供出许多关;这种聚介物的信息。就像文献巾所定义的，由于用桀若单键的旋转向导致的聚今物战不同的空间排布叫做构:象。在溶解中，个高聚 物分了是个大多数构象拥有许多单独的链段的无规则的线团状的。

38、溶解的聚合物分了的钻段的平均密度和介于之间0 分了恸的大小很大程度上被可浴的聚合物的相互作用力影口即可溶解的聚合物联系非常相似的热力学地，闭相对的拓 展。溶解性不好的就相对的限制。这就是描述理想的真实的聚合物缸构象的性质的目的。可溶解的、融化的、非晶态的和我国态的高聚物无规则线团特性的重要性可以被过分强调。高聚物的许多重要的 物理和热力学性质是由于结构特征性质：无规则线团方面是由于聚介物铳上的犍自由旋转而产生的，另方面是由 于聚介物分了他可以达到巨大的构象数而产生的。这些构:象之,完全拉伸链拥特殊的兴趣由于他的长度，链轮廓的尺度，可以用种直接的方法仙算。在所公 的情况巾，无规则线团的大小必须被

39、表少棋用统计学参数例如均方末端也在末尾之间。.第八单元A固体聚介物在物理态或是形态学的本质上不同于普通的低分子星化合物大部分的聚合物能同时体现晶体的固体和 布粘性液体的特点，X射线图样和电了衍射图样常常会显示山三维仃序晶体材料的图样所具仃的边缘清晰的特征，也 会显示III液体的图样所具仃的边缘模糊的特征。微晶和非品诃通枯用来分别表示彳序的和无序的聚合物区域。不同 的聚合物体现不同聚介物洁净程度的行为。尽管些聚合物可能兑全是彳序结晶的，些完全是无序非结晶的，但是 大部分聚介物都是部分（结品）或半结晶的特点。聚令物结晶的精确木质已经成为评争议的话题。二十世纪三十年代形成的罐状微束理论认为聚公物是由

40、小型 的，不序的结晶区域称为微晶嵌入在薪、非晶聚作物的基体中，当来自不同聚合物链的链段精确地排列在起结 品时，认为伴随着微晶的生成聚介物分了公通过儿个不同的结晶区，每个聚合物链都能促进些不.序片段变成微晶， 这个聚合物品性展示如图&1折叠链片晶理论产生于二十世纪五十年代末，当时聚介物单晶体以小片状形式被称为片品是由聚介物溶液而产 生的。这些单 屈体的衍射图样展示了聚合物分了自己来回折挣，折叠过程就像是个手风琴，这个折叠链理论通常 使用大部分聚介物不仅仅是（那些）由溶液产生的晶体而且也适用于由熔化产生的晶体。折叠地理论的支持.界们 认为半品聚介物为具彳不同数量缺陷的折变链晶体.聚合物的结晶可想像

41、成是和那些低分了量形态兑全相同。晶体折 费链中的缺陷可能来源与折自的不完美，包装的错误，链缠绕，连末端松散，变位，夹杂杂志或是许多的其它缺点.缨状微束理论和折叠链片品理论通常是被认为是相互排斥的，但它们不需要被这么认为。采用个使用r两个概 念特征的T作模式是明智的。折登链片品理论特别适用于高洁净度的聚合物，在（这些聚介物）里，你可以把它们看 件是个存在缺陷的 湘晶体体系。具仃从中等到较低结晶度的聚合物常常适用于状微束理论作为两相体系来处理: 这些体系是由微晶包埋在非结晶的无定型聚合物中而构成的：在这些聚介物里的晶体结构可能是折变链片品。个聚 合物结晶度的大小和类型是用方法实验性的确定的，例如，

42、密度，X射线，电了衍射，红外光谱和核磁共振C11第十一单元功能聚合物功能性聚合物是化学功能基团的连接的大分子；他们包含的潜在优势 的小分子具有相同的功能基团。它们（功能聚合物）之所以具有运用价值 不仅与所带的官能团有关，而且与由巨大的分子尺寸所确定的聚合物的特 性有关。1把官能团连接到聚合物上常常是制备某种特殊用途的聚合物的最重 要的一步。2然而，对胜利应用而言，选择适当的聚合物是的一个重要因 素。除了合成的脂肪组和芳香组聚合物之外，很多自然高分子也被功能化， 被用做反应性材料。无机聚合物也已经用反应功能基团改性，被用于要求 耐用条件的场合。理论上讲，活性基团可以是聚合物主链上的一部分，或 者

43、干脆连接到侧链或通过一个隔离基团（中间基团）的侧基。所需的活性 功能基团可以用如下三种方法将所须要的活性官能团引入到聚合物主链 上：（1）在合成主链聚合物时通过带有所需官能团的单体的均聚或者共聚, 使聚合物带上官能团；（2）将预先制成的未功能化的主链聚合物进行化学 改性；（3）将（1）和（2）两种方法结合起来。3两种途径中的每一种都 有自身的优点和缺点，对特殊功能聚合物的制备而言，当其他方法都无法 实现时，所选的方法或许是更合适的。功能聚合物合成的两种方法中，如 何选择主要取决于特殊应用要求的主链聚合物的化学和物理性质。为了充 分利用每种制备方法，必需全面地考察独立体系的要求。把官能团连接到聚

44、合物上常常是制备某种特殊用途的聚合物的最重 要的一步。2然而，一个恰当的聚合物本体选择是（官能团）胜利连接（到 聚合物上）的关键因素。除了合成的脂肪和芳香族的聚合物，大部分自然 聚合物本身就被功能化并被用作反应活性材料。无机聚合物同样用活性功 能基团改性并且运用中须要严格的环境条件。原则上，活性基团应为聚合 物主链的一部分或者作为一个侧基干脆连接或通过隔离基团连接着侧链。 可以用如下三种方法将所须要的活性官能团引入到聚合物主链上：（1）在 合成主链聚合物时通过带有所需官能团的单体的均聚或者共聚，使聚合物 带上官能团；（2）将预先制成的未功能化的主链聚合物进行化学改性；（3） 将（1）和（2）两种方法结合起来。2两种方式都有各自的优势与劣势， 其中一种方式可能更适用于制备特殊功能聚合物，而另一种方法将完全不 适用。两种合胜利能聚合物的方法之间的选择主要取决于载体对物化性能 的要求，以满足特殊应用。通常一个独立（制备）系统的要求必需完全检 验，为了达到全部预期的技术参数。近年来，功能化聚合物材料的运用方面有了飞速的发展。由于能够制