高分子材料聚合工艺综述

高分子材料聚合工艺综述

姓名：王庆阳

班级：高分子材料与工程1301班

学号：0707130104

高分子材料聚合工艺综述

高分子材料与工程1301班王庆阳 0707130104

摘要:介绍高分子材料的主要工业合成工艺，以及产品的形貌及使用性能。

关键词:高分子材料；合成工艺；自由基聚合；缩合聚合；逐步加成聚合

一、前言

高分子材料作为新时期的全新全能型材料，是现代人类发展的重要支柱，是发展高新科技的基础与先导，高分子材料的应用将会使人类支配改造自然的能力和社会生产力的发展带到一个新的水平，对人类的发展将会出现前所未有的促进。

而作为高分子材料生产的工业基础，高分子材料的合成工艺及其重要，因为它不仅关乎到高分子材料后续产品的性能，并且易于改良、优化从而提高材料的综合性能；因此，本文将对高分子材料的主要合成工艺，即：自由基聚合工艺、缩合聚合工艺、逐步加成聚合工艺，作简单的探讨，为今后在高分子材料工业合成方面的学习及工作奠定基础。

二、自由基聚合工艺

2.1综述

自由基聚合反应是当前高分子合成工业中应用最广泛的化学反应之一。工业中，我们将自由基聚合工艺定义为：单体借助于光、热、辐射、引发剂的作用，使单体分子活化为活性单体自由基，再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应；通过高分子化学的学习，我们知道自由基聚合化学反应主要包括链引发、链增长和链终止三个“基元反应”；同时，在链引发阶段，我们通常选择引发剂作为产生自由基的物质，并通过改变自由基的种类来适应不同的聚合生产工艺。

通常而言，我们将自由基聚合工艺，以实施方法的为分类标准，继续细分为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。每种聚合方法聚合体系、产品形态、产品用途各具特色，具体可见表2-1高聚物生产中采用的聚合方法、产品形态与用途。

下面，我们将对这几种自由基聚合工艺的聚合体系组成、产品形貌及性能、适用范围做详细介绍。

表2-1 高聚物生产中采用的聚合方法、产品形态与用途表

2.2本体聚合生产工艺

我们将本体聚合定义为：在无其他反应介质存在的情况下, 单体中加有少量引发剂或不加引发剂依赖热引发的聚合实施方法；因为该种聚合方法得到的产品为块状，故又称“块状聚合”。采用这种生产工艺的高分子材料主要有高压法聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，及一部分聚氯乙烯产品。

我们不难发现，本体聚合工艺优缺点都很明显。其中，我们可以将优点概括为：（1）聚合过程中无其他反应介质，工艺过程较简单，省去了回收工序。

（2）当单体转化率很高时还可省去单体分离工序，直接造粒得粒状树脂。

（3）所得高聚物产品纯度高。

我们也可以将本体缺点概括为：

(1)放热量大，反应热排除困难，不易保持一定的反应温度，产品的分子量分

布宽。

(2)单体是气或液态，易流动。聚合反应发生以后，生成的聚合物如溶于单体

则形成粘稠溶液，聚合程度越深入，物料越粘稠（如图2-1苯乙烯聚合转化

率与其溶液粘度的关系），甚至在常温下会成为固体,发生“凝胶效应”。

图2-1 苯乙烯聚合转化率与其溶液粘度的关系图

（3）任何一种单体转化为聚合物时都伴随有体积的收缩。

作为工业中常用的生产高分子材料的方法，我们将通过对平板有机玻璃（PMMA）的生产流程的分析，详细了解本体聚合工艺的具体工艺流程。首先，为了避免聚合过程中产生不可逆转的“凝胶效应”进而发生危险，在本体聚合过程中，我们会先采用“预聚合”小幅度地提高原料（MMA）的分子量，并适当释放聚合过程中产生的反应热。随后，我们会将“预聚合”的产物注入事先准备好的具有一定形状的模具中，完成剩余的聚合过程，冷却后取出产物即为PMMA有机玻璃。其后，对得到的产物根据市场需求进行后续的加工包装后，产品就可以输送到市场进行销售了。

除了PMMA以外，我们通过本体聚合工艺还可以得到多种高分子材料，如PS、PE和PVC，这些产品的生产过程详见图2-2几种单体的本体聚合流程

图2-2 集中单体的本体聚合流程图

值得注意的是，本体聚合工艺在几种高分子材料聚合生产工艺中，属于要求较多的生产过程，诸如需控制原料纯度并严格控制反应热的要求；但是，由于操作简便，且产品纯度极高，故在实际生产过程中也有广泛应用。

2.3悬浮聚合生产工艺

悬浮聚合生产工艺指溶有引发剂的单体，借助悬浮剂的悬浮作用和机械搅拌，以小液滴的形式分散在介质（水或有机溶剂）中，在引发剂的作用下进行聚合的方法。溶有引发剂的一个单体小液滴，相当于本体聚合的一个小单元，因此，悬浮聚合也称为“小本体聚合”。悬浮聚合生产的聚合体系主要包括单体、引发剂、分散剂和分散介质。因为悬浮聚合基本解决了在本体聚合中“凝胶效应”带来的危害的同事，保留了本体聚合的部分特点，所以其优缺点与本体聚合生产工艺相类似，优点如下：

（1）用水或有机溶剂作为连续相，反应热易除去，温度易控制；

（2）由于没有向溶剂的链转移反应，其产物相对分子质量一般比溶液聚合物高；

（3）生成的聚合物颗粒自动沉降，易于分离（离心法或过滤法）；

（4）悬浮法所得树脂的纯度高于乳液法；

（5）颗粒形态较大，可以制成不同粒径的颗粒粒子。聚合物颗粒直径一般在0.05-0.2mm，有些可达0.4 mm，甚至超过1mm，因产品种类和用途的不同而有变化。

同时，悬浮聚合也存在连续法聚合无法工业化、集合产物易凝集成块等问题，故在工业中悬浮法只用来生产合成树脂，应用范围较窄。

总体而言，典型的悬浮聚合工艺过程包括以下几个步骤：

（1）首先向反应釜中投加去离子水，开动搅拌然后加分散剂、PH调节剂、以及必要的其他助剂，如清釜剂、分子量调节剂等；

（2）投加单体；

（3）加热到反应温度后投加引发剂，以避免产品分子量分布过宽；

（4）聚合反应达到转化率（80—90%）后停止反应；

（5）清釜：清除可能粘结于釜壁和搅拌器上聚合物。

以PVC为例，在工业生产中，我们需要提前准备好的原料包括：单体、引发剂、悬浮剂、介质水和其他助剂（如链终止剂、链转移剂、抗鱼眼剂和防黏釜剂）；随后，根据需要按照不同比例配比原料；将配比后的原料投入反应釜，并控制反应温度、压强和时间（表2-2聚氯乙烯聚合条件的控制表）；完成聚合后，对产物进行分离提纯；最后将分离后得到的产物脱水、包装、销售。值得注意的是，因为VC原料对人体有强烈的毒性，故在聚合过程中要严格控制人体的接触VC的量，防止中毒现象的发生。

表2-2聚氯乙烯聚合条件的控制表

2.4溶液聚合生产工艺

我们将单体溶解在适当溶剂中并在自由基引发剂作用下进行的聚合过程称为溶液聚合生产工艺。溶液聚合体系包括三部分，分别是单体、溶剂和引发剂。我们根

据聚合物是否溶于溶剂，通常将溶液聚合生产工艺分为两类，即：均相溶液聚合和非均相溶液(沉淀)聚合，二者工艺流程基本相同，只是在分离阶段有区别。

溶液聚合生产工艺的优缺点很明显，优点有：

（1）降低了体系的粘度，推迟了自动加速现象的到来。传热容易，聚合温度容易控制；体系中聚合物浓度较低, 容易调节聚合物的分子量分布；

（2）单体被溶剂稀释，聚合速率慢；相对其他各种聚合方法，溶液聚合所得的分子量不高，转化率较低;

（3）可不经干燥直接用作油漆，涂料，粘合剂和纺丝液。

缺点有：

（1）由于引入了溶剂，溶剂的回收和提纯使工艺过程复杂，生产成本增加；

（2）链自由基向溶剂的转移反应使聚合物的平均聚合度降低。

总体而言，在实施溶液聚合过程中，我们应当注意溶剂的选择，不恰当的溶剂选择会导致产品分子量低、分子量分布指数宽，进而导致产品报废无法使用。这种聚合生产工艺的操作流程较为简单，控制条件也相对不像本体聚合工艺那般严格，具体流程详见图2-3 溶液聚合的生产过程图。

图2-3 溶液聚合生产过程图

通常情况下，我们利用溶液聚合生产工艺生产聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯类共聚物等物质，且产品性能优良。同时，在生产过程中，我们可以在一种单体中添加一到两种单体，来提高聚合产物的综合性能。

2.5乳液聚合生产工艺

乳液聚合生产工艺是指液态单体在乳化剂的作用下分散在介质水中形成乳状液(液／液分散体系)，在水溶性引发剂的作用下进行的一种聚合物生产工艺。若形成固态高聚物分散于水中(称为胶乳)时，我们则将乳状液称为固/液分散体系。当固态的高聚物微粒直径在1μm以下，静止时不会沉降，聚合物胶乳是一种非常稳定的聚合物乳液。乳液聚合生产工艺体系由四部分组成，分别是油溶性单体、水溶性引发剂、乳化剂和介质水。

通过乳液聚合生产工艺，我们能直接得到许多工业产品，包括合成树脂、合成橡胶、粘结剂、涂料和各种工业助剂。其主要优点有：

（1）以水为分散介质，价廉安全，且对传热十分有利。

（2）分散体系稳定性优良，高聚物呈高度分散状态，反应体系粘度小,可以进行连续操作。

（3）聚合速度快，分子量高，可在较低的温度下聚合；

（4）聚合物胶乳可以直接应用：作为胶黏剂、涂料或表面处理剂等。

缺点有：

（1）聚合物分离析出时，需要加破乳剂，如食盐溶液、盐酸或硫酸溶液等电解质，因此工艺过程较复杂，并且产生大量的废水；

（2）如果直接进行喷雾干燥以生产固体合成材脂(粉状)，需要大量热能，而且所得聚合物的杂质含量较高。

（3）产品中残留有乳化剂等，难以完全除尽，有损电性能、透明度、耐水性能等。

在实际生产过程中，我们要特别注意乳化剂的选择，其HLB值、CMC值、浊点和三相点会对产品的性能造成极大的影响，正确的乳化剂选择会部分改善产物性能。

以丁苯橡胶生产为例，配方中包含：单体：丁二烯:苯乙烯，竞聚率丁二烯，苯乙烯；

反应介质:水；乳化剂:歧化松香酸钾和脂肪酸钾；助乳化剂（提高胶乳的稳定性）：萘磺酸钠或烷基萘磺酸钠与甲醛缩合物的钠盐；氧化剂：有机过氧化物（锰烷过氧化氢、过氧化氢二异丙苯；还原剂：亚铁盐（硫酸亚铁）；助还原剂：甲醛合次硫酸氢钠（雕白粉）；螯合剂：乙二胺四乙酸钠（EDTA）；电解质：（调节CMC，减小胶乳的表面张力,缓冲PH和粘度）磷酸钠；脱氧剂：保险粉；相对分子质量调节剂：叔-十二碳硫醇；终止剂：二甲基二硫代氨基甲酸钠，亚硝酸钠，多硫化钠，其他（多乙烯多胺）。

将原料按需配比后，通过聚合、脱单、分离和干燥工艺，我们便得到了丁苯橡胶粗产品，之后再进行交联、硫化等工艺即可。详细工艺流程见图2-4 生产丁苯橡胶工艺流程简图

图2-4 生产丁苯橡胶工艺流程简图

三、缩合聚合工艺

我们将含有反应性官能团的单体经缩合反应生产小分子化合物，同时生成聚合物的工艺过程称为缩合聚合工艺，简称为缩聚工艺。缩合聚合工艺的单体的显著特

点是官能度都大于2，且任意两个单体间都能发生反应生成聚合度更高的产物。该种工艺的特点有：

（1）官能团之间反应，无活性中心；

（2）反应逐步进行，可得到不同分子量中间产物；

（3）单体很快消失，反应程度逐步增加；

（4）有小分子排出；

（5）为可逆平衡，平衡常数对反应程度、聚合度将产生很大影响。

通过缩聚工艺生产的高分子材料主要有尼龙、涤纶、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、硅橡胶、聚碳酸酯等。由于缩聚反应的自身具有的特点，我们可以通过调整单体的官能团数及种类来调节产物的单体排布次序和产物的三维结构，从而达到改良产品的目的。

缩聚工艺的具体实施方法有很多种，以PET树脂生产为例，根据单体种类的不同，我们可以将之分为三种方法：EO（环氧树脂）法、DMT（酯交换）法和BHET 法。这几种方法各有优缺点，实际生产中常根据具体需要选择。

四、逐步加成聚合工艺

实际生产过程中，我们将单体分子的官能团之间按逐步反应的机理相互加成而获得聚合物，但又不析出小分子副产物的工艺称为“逐步加成聚合工艺”，或简称“加聚工艺”。大分子链逐步增长，每步反应后均能得到稳定的中间加成产物，聚合物分子量随反应时间增长而增加；且由于反应中没有小分子副产物析出，高聚物的化学组成与单体的化学组成相同。

现今工业生产的逐步加成聚合物品种不多，主要有聚氨酯、聚脲、芳环取代的聚砜，氧化偶合制聚苯醚及梯形结构高聚物等。其中以聚氨酯发展得最快，产量也最大。逐步加成聚合工艺与缩合加成聚合工艺类似，但是我们通过调节产品的分子量并通过发泡的工艺，彻底改变产品的外观形态及使用性能，这也是其他几种聚合方法所不具有的特点。

同时，因为聚氨酯与人体有良好生物相容性，所以我们常将聚氨酯制作成生物医用材料，如骨折修复材料和人工心脏弹性体等。

参考文献

参考文献:

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聚合物表面改性方法综述

聚合物表面改性方法综述 连建伟 （中国林业科学研究院林产化学工业研究所） 摘要：本文综述了聚合物表面改性的多种方法，主要包括有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理法和新兴的原子力显微探针震荡法，并结合具体聚合物材料有重点的详细介绍了改性方法及其改性机理。 关键词：聚合物；表面改性；应用 聚合物在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用，但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差，限制了聚合物材料的进一步应用。为了改善这些表面性质，需要对聚合物的表面进行改性。聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下，在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作，赋予材料表面某些全新的性质，如亲水性、抗刮伤性等。 聚合物的表面改性方法很多，本文综述了溶液处理方法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理方法和新兴的原子力显微探针震荡法。下面将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法。 1溶液处理方法 1.1含氟聚合物 PTFE或Teflon具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能以及抗水气的穿透性，所以在化学和电子工业上广泛地应用，但由于难粘结，所以应用上受到局限。为了提高粘结性能，需对表面进行改性，化学改性的方法通常用钠萘四氢呋哺液溶处理它。此处理液的配制是由 1mol的金属钠(23g)一次加到1mol萘(128g)的四氢呋喃(1L工业纯)中去，在装有搅拌及干燥管的三口瓶中反应2h，直至溶液完全变为暗棕色即成[1]。 将氟聚合物在处理液中浸泡几分钟，取出用丙酮洗涤，除去过量的有机物。然后用蒸馏水洗。除去表面上微量的金属。氟聚合物在处理液中浸泡时，要求体系要密封，否则空气中氧和水能与处理液中络合物反应而大大降低处理液的使用寿命。正常情况处理液贮存有效期为2个月。处理后的Teflon与环氧粘结剂粘结，拉剪强度可达1100~2000PSi。处理过的表面为黑色，处理层厚低于4×10-5mm 时，电子衍射实验表明处理过的材料本体结构没有变化，材料的体电阻、面电阻和介电损耗也没有变化，此方法有三个缺点：一、处理件表面发黑，影响有色导线的着色；二、处理件面电阻在高湿条件下略有下降，三、处理过的黑色表面在阳光下长时间照射，粘结性能降低，因此目前都采用低温等离子体技术来处理。 1.2聚烷烯烃 聚乙烯和聚丙烯是这类材料中的大品种，它们表面能低。如聚乙烯表面能只有 31×10-7J/cm2。为了提高它们表面活性，有利于粘接，通常需对它们的表面进行改性，其中化学改性方法有用铬酸氧化液处理，此处理液的配方[2]重铬酸钠(或钾)5份，蒸馏水8份，浓

聚合物合成工艺复习

聚合物合成工艺（1～20章） 1、高分子合成工业的任务：将基本有机合成工业生产的单体，经聚合反应 合成高分子化合物，为高分子合成材料成型工业提供基本原料。 2、合成高分子材料有：合成塑料，合成橡胶，合成纤维，涂料，粘合剂，离子交换树脂。 3、合成树脂可以用：（溶液聚合/乳液聚合/悬浮聚合/本体聚合）方法制得； 合成橡胶可以用溶液聚合/乳液聚合方法制得； 、高分子化合物生产过程有： (1)原料准备与精制过程；(2)催化剂(引发剂)配制过程； (3)聚合反应过程； (4)分离过程； (5)聚合物后处理过程；(6)回收过程。 、原料准备与精制过程：包括原料（单体、溶剂、助剂等）贮存、精制、干燥、配制、计量等过程和设备。 、催化剂(引发剂)配制过程：包括催化、引发和助剂的贮存、配制、溶解、调整浓度、计量等过程与设备。 、聚合反应过程：包括以聚合装置为反应中心的有关传热传质的过程与设备。、分离过程：包括未反应单体的分离、脱除溶剂、催化剂，脱除低聚物等过程与设备 、常用分离方法：高真空脱除，蒸汽蒸馏，闪蒸，水洗，离心过滤分离；沉淀分离；喷雾干燥分离。 、聚合物后处理过程：将分离得到的聚合物经进一步处理，得到性能稳定方便使用的产品，包括干燥，造粒，筛分，批混，包装等工序与设备。、回收过程：主要是对回收的单体、溶剂进行精制，然后循环使用。包括离心分离、过滤、分馏、精馏等工序与设备。 、在聚合物生产过程中反应器上的粘结物有何危害如何防止 危害：降低反应器传热效率；影响产品质量。 防止：a.尽可能提高反应器内壁的光洁度；b.使用过程中防止内壁表面造成伤痕；c.聚合釜满釜操作减少液体界面；d.反应物料中加防粘釜剂等。 5、合成树脂与合成橡胶生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大。 6、如何对聚合物生产流程评价 (1)产品性能的考查；(2)原料路线的考查；(3)能量消耗与利用的考查 (4)生产技术水平的考查；(5)经济性的考查。 7、高分子聚合反应产物的特点是： 1、分子量大小不等，结构亦非完全相同的同系物的混合物； 2、其形态为坚硬的固体物、高粘度熔体或高粘度溶液；

微胶囊合成工艺研究综述

微胶囊合成工艺研究综述 虐厦挝蕉 王少飞 (天津工业大学环境与化学工程学院，天津市300160) 腧要】微胶囊技术是一项应用十分广阔的工艺技术。它可以改善被包裹物质的物理眭质镢色、外观、表现密度、溶解眭)；提高物质的稳定性，使物质免受环境的影响，改善被包裹物质的反应活性、耐久，|生(延长挥嬲浊物质的贮存时闭)、压教浊、热鞠巨和光蔫颤炷；减少有毒物质对环境造成的不利影响；屏蔽气味；降低物质毒建；根据需要持续释放物质进入外界环境等。 滂搀彗阋】微胶囊；合成；工艺；应用 微胶囊是指一种具有天然或人工高分子聚合物壁壳的微型容器或包装物。直径—般在1—1000u m。锶胶囊技术是一项应用十分广阔的工艺技术，它可以改善被包裹物质的物理性质(颜色、外观、表观密度、溶解性)；提高物质的稳定性，使物质免受环境的影响，改善被包裹物质的反应活性、耐久性(延长挥发性物质的贮存时间)、压敏性、热敏性和光敏性；减少有毒物质对环境造成的不利影响；屏蔽气味；降低物质毒性；根据需要持续释放物质进入外界环境等。上述功能使得微胶囊化成为许多工业领域中的一种有效的商品化方法。 微胶囊技术的研究开始于二十世纪30年代，取得重大成果是在二十世纪50年代。50年代末到60年代，人们开始研究把合成高分子的聚合方法应用于微胶囊的制备，70年代微胶囊制备技术的工艺日益成熟，应用范围也逐渐扩大。80年代以来，微胶囊技术研究取得更大的进展，开发了粒径在纳米范围的纳米胶囊。 ≯嫩囊按用途主要可以分为：缓释型微胶囊、压敏型微胶囊、热敏型微胶囊、光敏型微胶囊、膨胀型微肢囊。 微胶囊技术已经在感光材料、纺织、食品、医药、农药、粘合剂、化妆品、洗涤剂、饲料、涂料、油墨等行业得到了广泛的应用。 微胶囊技术的研究已成为一个重要的研究领域，国际上将其列为21世纪重点研究开发的高新技术，微胶囊技术作为商品化加工新方法在欧美已_十分普遍，在国内也引起^们的高度重视。 1合成方法 微胶囊制备方法从原理上大致可分为化学方法、物理化学方法和物理方法三类。 1．1化学方法 常见的化学方法有： 1．”界面聚合法 界面聚合是将两种发生聚合反应的单体分别溶于两种不相混容的溶剂中，当一种溶液被分散在另一种溶液中时，两种溶液中的单体在相界面发生聚合反应而成囊。界面聚合法是～种口q新型的微胶囊化方法。利用界面聚合法可以使疏水材料的溶液或分散液微胶囊化，也可以使亲水材料的水溶液或分散液微胶囊化。界面聚合反应的技术特点是：两种反应单体分别存在于乳液中不相混容的分离相和连续相中，并在界面上发生聚合反应。这种制备微胶囊的工艺简单，反应速度快，t Sc．果好，不需要昂贵复杂的设备，可在常温进行。 1．12原位聚合法 原位聚合法是单体或单体和催化剂一起提供低聚物或初期缩聚物，通过一定条件在囊芯物的表面上进行缩聚反应来制备胶囊的一种方法。这种方法中单体反应前是可溶的，而聚合反应后，不容物迅速析出。根据引发聚合反应的条件不同，原位聚合法又可分为化学聚合、聚合、光致聚合三种。化学聚合是在反应介质中加入_种促进单体聚合反应的催化剂，使其在芯材表面迅速聚合，最终形成高聚物壳析出：热聚合是通i．t]m热的法使其单体在芯材表面发生聚合反应形成高聚物壳析出：光致聚合是在茺辩才丰目外加入光敏引发剂，通过光辐射使光敏剂在芯材表面迅速聚合形成囊壳析出。原位聚合法中乳化剂与pH的影响比较大，应予以注意。缴^适宜的乳化剂使乳液稳定，粒径变小且分布均匀。少量酸可以催化反应，过量会使产物凝聚。 1．13锐孔法 界面聚合和原位聚合法均是以单体为原料，并经聚合反应形成囊壁。而锐孔法则是因聚合物的固化导致微胶囊囊壁的形成，即先将线性聚合物溶解形成溶液，当其固化时，聚合物迅速沉淀析出形成囊壁。因为大多数固化反应即聚合物的沉淀作用，是在瞬间进行并完成的，故有必要使含有芯材的聚合物溶液在加到固化剂中之前，预先成型，锐孔法可满足这种要求，这也是该法的由来。 12物理化学法 常见的物理化学方法有： 121水相分离法 即由胶体间电荷的中和以及亲水胶粒周围水相溶剂层的消失而成囊的方法。 水相分离法又可分为：单凝聚法和复凝聚法。 1)单凝聚法是相分离法中较为常见的一种，分三步：在高分子囊材溶液中将药物溶解或分散成混悬液或乳状液：阿氏温度、调节pH或加入胶水剂、非溶剂等凝聚剂，以刚氏高分子材科的溶液度，使高分子材料从溶液中析出，形成新的凝聚液球或凝聚相中的高分子沉积在囊芯物上，并铺展成膊F城微囊：固化：以明胶为例，将药物分散在明胶溶液中，然后加入凝聚剂，由于明胶分子水合膜的水分子与凝聚剂结合，使日朋交的溶解度刚氏，分子间形成氢键，最后从溶液中析出而凝聚形成凝聚囊。 2)复凝聚法是使用两种带相反电荷的高分子材料，互相交联形成复合囊材，溶解度降低，可将囊芯物包囊在内，析出。 122油相分离法 此法在香精香料微胶囊化中得到广泛应用，且成功地实现了商业化。其原理是向作为囊壁材料的聚合物有机溶剂溶液中，加入—种对该聚合物为非溶媒的液体，引发相分离形成微胶囊。包囊1L-'N，芯材应以颗粒状态分散在聚合物溶液中，且在聚合物、溶剂、非溶剂中不溶解。而溶剂和非溶剂之间应该相互混溶。可以通过下面的三种方法实现油相分离：温度变化法、加入非溶剂法、加入能引起相分离的聚合物法。 123干燥浴法(复相乳化法) 该法的基本原理是将芯材分散到壁材的溶剂中，形成的混合物以锶滴状态分散到介质中，随后，除去连续的介质而实现胶囊化。 124熔化分散冷凝法 即当壁材(蜡状物质)受热时，将芯材分散在液态蜡中，并形成微粒(滴)。当体系冷却时，蜡状物质就围绕着芯材形成囊壁，从而产生了微胶囊。 13物理法 常见的物理方法有： 131喷雾干燥法 将芯材分散于囊壁材料的稀溶液中，形成悬浮液或乳浊液。用泵将此分散液送到含有喷雾干燥的雾化器中，分散液则被雾化成小液滴， 液滴中所含溶剂迅速蒸发而使壁材析出成囊。 132空气悬浮法(下转第231页) 229

高分子材料的力学性能及表征方法

高分子材料的力学性能及表征方法 聚合物的力学性能是高分子聚合物在作为高分子材料使用时所要考虑的最主要性能。它牵涉到高分子新材料的材料设计，产品设计以及高分子新材料的使用条件。因此了解聚合物的力学性能数据，是我们掌握高分子材料的必要前提。聚合物力学性能数据主要是模量（E），强度（σ），极限形变（ε）及疲劳性能（包括疲劳极限和疲劳寿命）。由于高分子材料在应用中的受力方式不同，聚合物的力学性能表征又按不同受力方式定出了拉伸（张力）、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、摩擦损耗等不同受力方式下的表征方法及相应的各种模量、强度、形变等可以代表聚合物受力不同的各种数据。由于高分子材料类型的不同，实际应用及受力情况有很大的差变，因此对不同类型的高分子材料，又有各自的特殊表征方法、例纤维、橡胶的力学性能表征。 表征方法及原理 （1）拉伸性能的表征 用万能材料试验机，换上拉伸实验的样品夹具，在恒定的温度、湿度和拉伸速度下，对按一定标准制备的聚合物试样进行拉伸，直至试样被拉断。仪器可自动记录被测样品在不同拉伸时间样品的形变值和对应此形变值样品所受到的拉力（张力）值，同时自动画出应力－应变曲线。根据应力-应变曲线，我们可找出样品的屈服点及相应的屈服应力值，断裂点及相应的断裂应力值，样品的断裂伸长值。将屈服应力，断裂应力分别除以样品断裂处在初制样时样品截面积，即可分别求出该聚合物的屈服强度σ屈和拉伸强度（抗张强度）σ拉值。样品断裂伸长值除以样品原长度，即是聚合物的断裂伸长率ε。应力－应变曲线中，对应小形变的曲线中（即曲线中直线部分）的斜率，即是聚合物的拉伸模量（也称抗张模量）E值。聚合物试样拉伸断裂时，试样断面单维尺寸（厚或宽的尺寸）的变化值除以试样的断裂伸长率ε值，即为聚合物样品的“泊松比”（μ）的数值。 （2）压缩性能、弯曲性能、剪切性的表征。 用万能材料试验机，分别用压缩试验，弯曲试验，剪切试验的样品夹具，在恒定的温度、湿度及应变速度下进行不同方式的力学试验。并根据不同的计算公式，求出聚合物的压缩模量、压缩强度、弯曲模量、弯曲强度、剪切模量、剪切强度等数据。 （3）冲击性能的表征。 采用摆锤式冲击试验机，按一定标准制备样品，在恒定温度、湿度下，用摆锤迅速冲击被测试样，根据摆锤的质量和刚好使试样产生裂痕或破坏时的临界下落高度及被测样品的截面积，按一定公式计算聚合物试样的冲击强度（或冲击韧性单位为J/cm2）。 （4）聚合物单分子链的力学性能。 用原子力显微镜（AFM）。将聚合物样品配成稀溶液，铺展在干净玻璃片上，除去溶剂后得到一吸附在玻璃片上的聚合物薄膜（厚度约90mm）。用原子力显微镜针尖接触、扫描样品膜，由于针间与样品中高分子的相互作用，高分子链将被拉起，记录单个高分子链被拉伸时拉力的变化，直至拉力突然降至为零。可得到若干高分子链被拉伸时的拉伸力和拉伸长度曲线，由此曲线可估算单个高分子链的长度和单个高分子从凝聚态中被拉出时的“抗张强度”。所用仪器 万能材料试验机 摆锤式冲击试验机

高分子聚合物改性概述

高分子聚合物改性概述 1概述 高分子聚合物作为20世纪发展起来的新材料，因其综合性能优越、成形工艺相对简便以及应用领域极其广泛，因而获得了较为快速的发展。 然而.高分子材料又有诸多需要克服的缺点。以塑料为例，有许多塑科品种性脆而不耐冲击，有些耐热性差而不能在高温下使用。还有一些新开发的耐高温聚合物又因为加工流动性差而难以成形。再以橡胶为例，提高强度、改善耐老化性能、改善耐油性等都是人们关注的问题，诸如此类的同题都要求对聚合物进行改性。用以强化或展现聚合物某些或某一特定性能为目标的工艺方法.通称为聚合物改性(poly-mermodification)。可以说，聚合物科学与工程这门学科就是在不断对聚合钧进行改性中发展起来的。聚合物改性使聚合物材料的性能大幅度提高，或者被赋予新的功能，进一步拓克了高分子聚合物的应用领域.大大提高了聚合物的工业应用价值。 聚合物的改性方法多种多样，总体上可划分为共混改性、填充改性及纤维增强复合改性、化学改性、表面改性及其他方法改性。 聚合物改性的目标如下。

1)功能性使某一聚合物具有特定的功能性，而成为功能高分子材料，如磁性高分子、导电高分子、含能高分子、医用高分子、高分子分离膜等。 2)高性能使聚合物的力学性能.如拉伸强度、弹性模量、抗蠕变、硬度和韧性等，获得全面或大部分提高。 3)耐久性使聚合物的某些性能，如耐热性、耐寒性、耐油性、耐药溶剂性、耐应力开裂性、耐气候性等，得到持久的提高或改善。而成为特种高分子材料。 4)加工性许多高性能聚合物，因其熔融温度高，熔体流动性差，难以成形加工，采用改性技术，可成功地解决这一难题。 5)经济性在不影响使用性能的前题下，采用较低廉的有机材料或无机材料，与聚合物共混或填充改性，可降低材料成本，增强产品竞争能力;另外采用共混或填充改性手段，还可提高某些一般聚合物的工程特性.如采用聚烯烃与PA、ABS、PC等共混，或玻璃纤维填充PA、PP、PC等就是典型的范例。 2共混改性 聚合物的共混改性的产生与发展，与冶金工业的发展颇有相似之处。尽管已经合成的裹台物达到了数千种之多，但能够有工业应用价值的只有几百种，而能够大规模工业生产的以及广泛应用的只有

高分子材料聚合工艺综述

高分子材料聚合工艺综述 姓名：王庆阳 班级：高分子材料与工程1301班 学号：0707130104

高分子材料聚合工艺综述 高分子材料与工程1301班王庆阳 0707130104 摘要:介绍高分子材料的主要工业合成工艺，以及产品的形貌及使用性能。 关键词:高分子材料；合成工艺；自由基聚合；缩合聚合；逐步加成聚合 一、前言 高分子材料作为新时期的全新全能型材料，是现代人类发展的重要支柱，是发展高新科技的基础与先导，高分子材料的应用将会使人类支配改造自然的能力和社会生产力的发展带到一个新的水平，对人类的发展将会出现前所未有的促进。 而作为高分子材料生产的工业基础，高分子材料的合成工艺及其重要，因为它不仅关乎到高分子材料后续产品的性能，并且易于改良、优化从而提高材料的综合性能；因此，本文将对高分子材料的主要合成工艺，即：自由基聚合工艺、缩合聚合工艺、逐步加成聚合工艺，作简单的探讨，为今后在高分子材料工业合成方面的学习及工作奠定基础。 二、自由基聚合工艺 2.1综述 自由基聚合反应是当前高分子合成工业中应用最广泛的化学反应之一。工业中，我们将自由基聚合工艺定义为：单体借助于光、热、辐射、引发剂的作用，使单体分子活化为活性单体自由基，再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应；通过高分子化学的学习，我们知道自由基聚合化学反应主要包括链引发、链增长和链终止三个“基元反应”；同时，在链引发阶段，我们通常选择引发剂作为产生自由基的物质，并通过改变自由基的种类来适应不同的聚合生产工艺。 通常而言，我们将自由基聚合工艺，以实施方法的为分类标准，继续细分为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合和溶液聚合。每种聚合方法聚合体系、产品形态、产品用途各具特色，具体可见表2-1高聚物生产中采用的聚合方法、产品形态与用途。 下面，我们将对这几种自由基聚合工艺的聚合体系组成、产品形貌及性能、适用范围做详细介绍。

(发展战略)光功能高分子材料的研究发展及应用

论光功能高分子材料的研究发展及应用综述 吴俊杰 化工081班 前言：光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来随着现代科学技术的发展，光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位，光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速发展之中，光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。 1光功能高分子材料及分类 光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。 表1 光功能高分子材料的分类 剂等构成。 光致抗蚀剂：主要包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。 高分子光稳定剂：主要包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳定剂等。 光致变色高分子材料：主要包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。 光导电高分子材料：由光导电聚合物材料构成。

2光功能高分子材料的类别和应用 表2 光功能高分子材料的类别和应用 3光功能高分子材料的发展概况 1954年,美国柯达公司的Minsk等人开发出光功能高分子聚乙烯醇肉桂酸酯,并成功应用于印刷制版。而现在光功能高分子材料应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,发展之势方兴未艾。 光功能高分子材料能够对光能进行传输、吸收、储存、转换．塑料光导纤维是利用高分子的光曲线传播性而制成的非线性光学元件。塑料光纤一般以有机玻璃为芯材，以含氟透明树脂为皮层，用柔软的有机硅树脂进行一次包覆，然后用硬质高分子材料进行二次包覆。有机玻璃、含氟透明树脂、有机硅树脂都是高分子材料，芯材有高折光率，皮层为低折光率材料。光纤的直径范围为几十到约1000微米，光纤在光纤芯内通过反复反射而向前传输，由于塑料光纤在目前传输损耗仍较高，主要应用于飞机、舰船和汽车内部的短距离光通信系统。此外，还应用于光纤显示器、图像的缩小和放大、火焰及高温监视器、光开关、巨点折象器、阅读穿孔卡片、道路标志和装饰照明等。近来，对有机玻璃采用重氢化技术，已使塑料光纤的传输损耗有所降低，为较长距离应用创造了条件。 以高性能有机玻璃或聚碳酸酯透明塑料的高分子材料为基材制成的光盘，是80年代新开发成功的先进信息、记录、储存元件，适应了激光技术的发展和对大容量、高信息密

现代高分子材料综述(非常好!!)

现代高分子材料综述 材料学王晓梅学号：112408 摘要 高分子材料作为新时期的全新全能型材料，是现代人类发展的重要支柱，是发展高新科技的基础与先导，高分子材料的应用将会使人类支配改造自然的能力和社会生产力的发展带到一个新的水平，对人类的发展将会出现前所未有的促进。本文将从高分子材料的定义、主要种类、应用和以塑料为例介绍与人类生活息息相关的高分子材料的相关常识。本文综述了各类高分子材料的研究及发展，主要论述了导电高分子材料、功能高分子材料、工程高分子材料、复合高分子材料以及生物高分子材料等应用领域。 前言 高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料[1]。 由于高分子化学反应和合成方法对高分子化学学科发展的推动，促进了高分子合成材料的广泛应用。同时，随着高分子材料的发展，纳米技术与生物技术之间的界限变得越来越小，并与更多的传统分子科学与技术相结合。因此，我们相信，高分子技术的发展促使使各类高分子材料得到更加迅速的发展，推广和应用。 1

两亲聚合物的合成方法及应用

广东化工 2013年第1期· 54 · https://www.wendangku.net/doc/21372016.html, 第40卷总第243期 两亲聚合物的合成方法及应用 蔡晓新，郝阿辉，刘秋霞，陈振远，吴世易，吴旭* (广州大学化学化工学院，广东广州 510006) [摘要]文章对两亲聚合物的合成方法及应用进行了综述。两亲聚合物可通过胶束共聚合、溶液聚合、分散聚合、主链接枝法等方法合成。 目前已广泛应用于成膜材料、药物运输、降低稠油粘度、稳定金属胶体、处理污染体系等领域，具有良好的市场前景。 [关键词]两亲聚合物；合成方法；应用 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2013)01-0054-01 Synthesis and Application of the Amphiphilic Polymers Cai Xiaoxin, Hao A’hui, Liu Qiuxia, Chen Zhenyuan, Wu Shiyi, Wu Xu* (Department of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China) Abstract: The synthesis and application of the amphiphilic polymers were reviewed. The amphiphilic polymers could be synthesized via micelle copolymerization, solution polymerization, dispersion polymerization and matrix polymerization. Amphiphilic polymers were applied to various fields like membrane material, transportation of medicine, viscosity reducer, disposing polluted solution and so on. Keywords: amphiphilic polymers；synthesis；application 两亲聚合物是一类具有特殊分子骨架的双亲高分子结构，结构中可控结构参数众多，主链的长短及刚柔性质可以通过单体类型和聚合度的调节而改变；功能性侧链的种类、长度及密度也可以变化，可帮助人们实现从分子水平上调控两亲分子性能的愿望，具有强大的功能可塑性和可控性。特别是将“刺激-响应”的功能型基团引入到分子骨架当中，便可形成具有各种响应性能的“智能”体系，具备传统表面活性剂和聚合物所不具有的粘度可控、高官能度、强增溶性和乳液稳定性等优异性能[1-2]。 1 两亲聚合物的合成方法 两亲聚合物合成方法有大分子单体聚合法和主链接枝法，大分子单体聚合法又可分为胶束共聚合、溶液聚合和分散聚合。1.1 胶束共聚合 胶束共聚合技术是在二十世纪八十年代由Turner等[3]提出并发展起来的一种新型的合成方法。这种方法的特点是单体以胶束的形式存在于聚合体系中，该方法可以制备具有较高分子量的聚合物，具有表面活性剂的功能。 在胶束共聚合体系中，具有亲水和疏水端的两亲单体以胶束的形式存在于水溶液中，而亲水单体在水相中，由水溶性引发剂来引发聚合，生成的水溶性大分子自由基在胶束界面引发胶束内疏水单体或两亲单体进行聚合[4]。由于胶束内两亲单体的局部浓度大反应快，它们会形成微嵌段结构结合在高分子主链上。此后，自由基离开胶束进入水相，继续引发亲水单体聚合，再次遇到其它含疏水或两亲单体的胶束，形成另一个疏水微嵌段[5]。一般情况下，亲水单体自由基的寿命比较长，因此以上步骤可以重复使用多次，得到的缔合聚合物中疏水或两亲单体以无规的小尺寸多嵌段分布[6]。 1.2 溶液聚合 溶液共聚合方法是选择合适的单一或混合溶剂作为反应介质，以保证所使用的单体能完全溶解在反应介质中。溶液聚合可分为两种，一种是沉淀共聚，另一种是均相共聚。当单体和得到的共聚产物均溶入反应介质中时，发生均相共聚。若得到的共聚产物不溶于介质中，则发生沉淀共聚。一般情况下，溶液聚合得到的聚合产物中疏水体呈孤立、无规状态分布在聚合物主链上。 1.3 分散聚合 分散聚合的方法是将疏水单体在外力作用下分散在水溶液中，使其呈细小的液滴或颗粒分数于体系，是一个非均相反应体系，一般需要添加分散剂[7]。在此类反应体系中，引发剂是水溶性的，聚合反应发生在水相中，很难进入到疏水单体形成的液滴或颗粒内。其次，由于液滴或颗粒比较大，因此总界面比较小，疏水单体粒子不能有效参与自由基反应，而只有溶在水中的疏水单体才能参与共聚合反应。 1.4 主链接枝法 该方法是先准备出适当结构的主链聚合物, 然后和聚乙二醇单甲醚(MPEG)或长链脂肪醇通过酯化或酯交换反应制备出两亲聚合物，林圣森[7]采用主链接枝法，在两步反应中使用相同的溶剂，尝试用“一锅”法将聚乙二醇单甲醚(MPEG)或/和十二醇接枝到苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)上，分别制备出了两亲聚合物SMA-g-MPEG、SMA-g-C12H25OH和SMA-g-MPEG+C12H25OH，并研究了它们的水溶性及其水溶液的表面活性。 2 两亲聚合物的应用 2.1 在膜的表面物理改性中的应用 膜的表面物理改性中，两亲性高分子聚合物一般作为表面活性剂、表面涂层或者与高分子膜进行共混、形成一种新的膜材料。它在成膜过程中自发地向膜表面迁移富集，并进行自组装，显著改善PVDF膜的亲水性和抗污染性能。通过两亲性高分子聚合物中的反应性基团还可在膜表面固定某些功能分子或基团，进一步对膜进行表面修饰，使其，亲水性能、通透性能、抗污染性能得到显著提高[8]。 2.2 作为药物载体的应用 两亲性聚合物胶束属于纳米缔合胶体体系，是一种新型的药物载体，具有很高的内核载药容量和独特的体内分布特征。两亲性聚合物在结构上可以划分出亲水部分和疏水部分。由于这种独特的化学结构，在水溶液中能形成具有球形内核—外壳结构的共聚物胶束，其疏水部分构成内核，亲水部分形成外壳。内核可以作为疏水性药物的容器，将药物增溶在核心，降低毒副作用，外壳可对药物起保护作用，提高药物的稳定性，并且达到缓释作用，同时通过对胶束的表面修饰可以达到靶向作用。在难溶性药物、大分子药物和基因治疗药物载体给药方面具有独特的优势。在胶体粒子粒径约为10~100 nm。纳米级的粒径加上亲水性的胶束外壳，使之不易被网状内皮系统吞噬，可阻止蛋白质和细胞的吸附，因而能在血液中长时间循环并保持稳定，同时纳米级的粒径也使载药胶束在靶位表现出更好的生物膜穿透能力[9]。 2.3 作为稠油降粘剂的应用 稠油中较多的胶质、沥青质、石蜡及有机酸等物质使原油具有较高的密度和较高的粘度，严重制约着稠油的开采和输送。两亲高分子表面活性剂可与蜡晶共晶或吸附，改变了多蜡原油的结构力学性质，并在石蜡晶体表面产生了能量势垒，这种表面势垒能阻止石蜡分子间连成凝胶体，从而降低稠油的粘度及凝点，改善其流动性。除此之外，两亲高分子聚合物还能促进原油的乳化和分散[10]。 (下转第63页) 专论与综述 [收稿日期] 2012-12-11 [基金项目] 国家级大学生创新训练项目(201211078002)资助 [作者简介] 蔡晓新(1991-)，男，汕头人，本科生，主要研究方向为两亲聚合物。*为通讯作者：吴旭(1984-)，男，博士。

功能高分子材料聚合方法的研究进展

功能高分子材料聚合方法的研究进展 摘要：本文简述了对功能高分子材料的认识，功能高分子材料的特征和功能高分子材料的分类。并展望了功能高分子材料未来发展方向及其意义。 关键字：高分子；材料；应用；发展 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。是人类文明的重要里程碑，如今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。进入本世纪80年代以来。一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。功能材料是新材料发展的方向．而功能高分子材料占有举足轻重的地位。由于其原料丰富、种类繁多，发展十分迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料[1]。 1功能高分子材料 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％[2]。 2功能高分子材料的发展现状 2.1反应性高分子 反应性高分子是带有反应性官能团的高分子。可分为高分子试剂、高分子催化剂和离子交换树脂，具有广泛的应用前景，1984年诺贝尔化学奖得主就是由于多肽的固相合成法获得成功而被授与的。高分子催化剂与常规催化剂相比，优势明显，如可随时终止反应、稳定性高、可连续操作和反复使用等。尤其是高分子固定化酶催化剂，催化速度为常规催化剂的千百倍。离子交换树脂具有离子交换功能，目前发展方向主要是特种离子交换树脂，如螯合树脂、蛇笼树脂和耐热性离子交换树脂等[3]。 2.2吸附分离功能高分子 吸附分离功能高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲

表面改性之光接枝聚合综述

1.1表面改性概论[1,2] 聚合物的性能不仅仅与内部结构有关，有时也受材料表面性能的极大影响，聚合物本身存在着大量的表面和界面问题，表面的粘接、腐蚀、染色、吸附、耐老化、耐磨、润滑、表面硬度、表面硬度、表面电阻及由表面引起的对力学性能的影响等。聚合物表面存在弱边界层（WBL层），其表面能低、化学惰性、表面污染等影响表面吸附、印刷、以及其他应用。 聚合物的表面改性的方法有化学改性和物理改性两种，而按照改性过程体系的存在形态又分为干式处理和湿式处理。 干式处理可分为：聚合物混炼、表面粗化、离子注入、电离活化线处理、臭氧处理、火焰、蒸镀、放电处理。其中，放电处理细分为：电晕处理、辉光放电处理、等离子体聚合、低温等离子处理。 湿式处理分为：化学药品处理、引发处理、聚合物涂覆、电极沉积、催化接枝。 由于我的研究方向偏向光引发聚，所以此篇综述围绕光接枝聚合改性展开。 1.2光接枝改性 紫外光因为较低的工业成本以及选择性使得紫外光接枝受到重视，选择性是指众多聚烯烃材料不吸收长波紫外光（300-400nm）,因此在引发剂引发反应时不会影响本体性能。 光接枝改性相对于传统表面改性方法有两大突出优点： （1）紫外光比高能辐射对材料的穿透力差，故接枝聚合可严格地限定在材料的表面或者亚表面进行，不会损坏材料的本体性能。 （2）紫外辐射的光源及其设备成本低，反应程度容易控制，容易实现连续化工业生产。 1.3表面光接枝的化学原理 这里首先介绍光聚合的基本原理[3]。 光聚合法又称光引发聚合，是指在光照条件下，光引发剂或者光敏剂吸收光能产

生活性中心（如自由基、阴离子和阳离子等），进而引发单体聚合的一项高分子合成技术。 同时，光聚合是一种环境友好的绿色聚合技术，它具有聚合能耗低、聚合速度快、生产效率高、聚合反应温度低、反应设备简单、环境污染小等优点，已经引起广大科研工作者极大的兴趣。众所周知，光波同时具有波和粒子的双重性质，即所谓的波粒二象性（wave-particle duality）。首先光波是电磁波，因而具有电磁波的波长和频率，作为一个粒子，每一个光量子具备一定的能量，根据爱因斯坦方程如式 1-1，光量子的能量 E 与光的频率ν成正比，与波长λ成反比。所以波长越短，光量子的能量越大。 式中 h 为普朗克（Planck）常数；c 为光速；λ为光波波长。因此可以根据紫外光的波长计算出每个光量子具有的能量。当光波波长λ为 300nm 时，光量子能量约 400kJ·mol-1，与有机化合物的共价键键能相当，低于一般化学反应的反应活化能，因而光辐照能够使某些化学键断裂，从而发生化学反应，这是光聚合的理论基础。 而光聚合有三大特点，分别是： （1）光引发聚合中，只有光辐照的区域才能产生自由基从而引发聚合反应，也就是说，光引发聚合反应可以被限定在特定的区域来进行，由于自由基的寿命极短，因而可以通过控制光源的开启和关闭，来控制聚合反应的进行或者停止，而且光辐照的强度也容易测量和控制，在进行聚合反应动力学研究中具有独特的优势，常用来测定自由基聚合反应中的链增长和终止速率常数。 （2）光聚合反应遵循光化学三大定律：a．Grotthus-Draper 定律：只有被光引发剂或者光敏剂吸收的光，才能引起光化学反应，因而紫外光光源波长必须与光引发及或者光敏剂分子所吸收的光波长相匹配；b．Stark-Einstein 定律：一个分子只吸收一个光子，即量子化的。c．Lambert-Beer 定律：光引发速率与吸光度成正比，光引发速率聚合反应速率可以通过控制光源强度、引发剂的浓度、光源与光引发剂波长匹配性等因素控制光照强度来控制聚合反应的速度。 （3）光引发剂分解活化能低，因而光聚合反应可以在较低温度下聚合。 1.4光接枝改性类型

高聚物合成工艺学重点整理

1．粘釜产生原因、危害及防止措施。 粘釜原因：物理因素：吸附作用；化学因素：粘附作用。 危害：（1）传热系数下降；（2）产生“鱼眼”，使产品质量严重下降；（3）需要清釜，非生产时间加长。 防止措施：（1）釜内金属钝化；（2）添加水相阻聚剂，终止水相中的自由基，例如在明胶为分散剂的体系中加入醇溶黑、亚硝基R盐、甲基蓝或硫化钠等；（3）釜内壁涂极性有机物，防让金属表面发生引发聚合或大分子活性链接触釜壁就被终止聚合而钝化；（4）采用分子中有机成分高的引发剂，如过氧化十二酰. 清釜；（5）提高装料系数，满釜操作。 减少粘釜的方法：目前先进的方法是聚合配方中加入防粘釜剂防粘釜剂的种类很多，（而且生产工厂技术保密，主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液或这些染料与某些有计酸的络合物，一般用量极少，产生明星的作用）此时产生的少量粘釜物用高压水枪冲洗即可（水压>21mpa）达到清釜目的。 2.高分子合成材料的生产过程 答: 1）原料准备与精制过程特点:单体溶剂等可能含有杂质,会影响到聚合物的原子量,进而影响聚合物的性能,须除去杂质意义:为制备良好的聚合物做准备 2）催化剂配制过程特点:催化剂或引发剂的用量在反应中起到至关重要的作用,需仔细调制. 意义:控制反应速率,引发反应 3）聚合反应过程特点:单体反应生成聚合物,调节聚合物的分子量等,制取所需产品意义:控制反应进程,调节聚合物分子量 4）分离过程特点:聚合物众位反应的单体需回收,溶剂,催化剂须除去意义:提纯产品,提高原料利用率 5）聚合物后处理过程特点:聚合物中含有水等;需干燥. 意义:产品易于贮存与运输6）回收过程特点:回收未反应单体与溶剂意义:提高原料利用率,降低成本,防止污染环境 3. 生产单体的原料路线有几条？试比较它们的优缺点？ 答：工业上生产的高聚物主要是加聚高聚物和缩聚高聚物。当前主要有两条路线。（1）石油化工路线（石油资源有限））石油化工路线（石油资源有限）石油经开采得油田气和原油。原油经炼制得到石脑油、煤油和柴油等馏分和炼厂气。以此为原料进行高温热裂解可得到裂解气和裂解轻油。裂解气经分离精制可得到乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯等。裂解轻油和煤油经重整得到的重整油，经加氢催化重整使之转化为芳烃，经抽提（萃取分离）得到苯、甲苯、二甲苯和萘等芳烃化合物。（2）煤炭路线（资源有限，耗能大））煤炭路线（资源有限，耗能大）煤矿经开采得到煤炭，煤炭经炼焦得煤气、氨、煤焦油和焦炭。煤焦油经分离精制得到苯、甲苯、二甲苯、萘和苯酚等。焦炭与石灰石在高温炉中高温加热得到电石（CaC2），电石与 H2O 反应得到乙炔。炔可以合成氯乙烯、醋酸乙烯和丙烯腈等单体或其他有机原料。（3）其他原料路线）主要是以农副产品或木材工业副产品为基本原料，直接用作单体或经化学加工为单体。本路线原料不足、成本较高，但它也是充分利用自然资源，变废为宝的基础上小量生产某些单体，其出发点是可取的。 4.高压聚乙烯分子结构特点是怎么样形成的,对聚合物的加工性能有何影响? 答:乙烯在高温下按自由基聚合反应的机理进行聚合。高温状况下,PE分子间的距离缩短,且易与自由基碰撞反应,很容易发生本分子链转移,支链过多。 影响：这种PE加工流动性好,.可以采取中空吹塑,注塑,挤出成型等加工方法,具有良好的光学性能,强度,柔顺性,封合性,无毒无味,良好的电绝缘性 5.悬浮聚合与本体聚合相比有那些特点? 答:1) 以水为分散介质,价廉,不需回收,安全,易分离.2）悬浮聚合体粘度低,温度易控制,3）颗粒形态较大,可以制成不同粒径的粒子4）需要一定的机械搅拌和分散剂5）产品不如本体聚合纯净 6)悬浮聚合的操作方式为间歇,本体为连续 6.简述聚氯乙烯PVC悬浮聚合工艺过程 答:1、准备工作:首先将去离子水,分散剂及除引发剂以外的各种助剂,经计量后加于聚反应釜中,然后加剂量的氯乙烯单体, 2、聚合:升温至规定的温度.加入引发剂溶液或分散液,聚合反应随时开

最新功能高分子材料综述

功能高分子材料综述

功能高分子材料综述 【文摘】功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 【关键词】材料；高分子；高分子材料；功能材料； 功能高分子材料的定义为：与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应归属于功能高分子材料范畴。而以这些材料为研究对象，研究它们的结构组成、构效关系、制备方法，以及开发应用的科学，应称为功能高分子材料科学。 功能高分子材料科学是研究功能高分子材料规律的科学，是高分子材料科学领域发展最为迅速，与其他科学领域交叉度最高的一个研究领域。它是建立在高分子化学、高分子物理等相关学科的基础之上，并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门学科。功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、

转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料，有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。其于20 世纪60年代末迅速发展起来的新型高分子材料，内容丰富、品种繁多、发展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料。 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定的功能，是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团，或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合，或者二者兼而有之。例如吸水树脂，它是由水溶性高分子通过适度交联而制得，遇水时将水封闭在高分子的网络内，吸水后呈透明凝胶，因而产生吸水和保水的功能。 在合成或天然高分子原有力学性能的基础上，再赋予传统使用性能以外的各种特定功能（如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等）而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团，其功能性的显示往往十分复杂，不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构，还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等，后者对生物活性功能的显示更为重要。 1 功能高分子材料研究 1.1 导电高分子材料 近几年来，导电性高分子的研究取得了长足的发展，形成了一个十分活跃的边缘学科领域，它对电子工业、信息工业及新技术的发展具有重大的意义。现有的研究成果表明，发展导电高分子不仅可以满足人们对导电材料的需要，而且由于它兼具有机高分子材料的性能及半导体和金属的电性能，具有重量

聚合物合成工艺

第一章绪论 4. 20世纪50年代，谁发现了可用于高密度聚乙烯和立构规整聚丙烯的合成催化剂？这些催化剂的基本成分是什么？ 5. 21世纪高分子科学与工程学科的重要发展方向是什么？ 6. 简要说明聚合物合成的生产步骤。 第二章合成聚合物的原料路线 4. 石脑油的裂解-催化重整可以获得哪些重要芳烃原材料？其中的加 氢工艺是为了除去哪些有害物质？ 5. 什么是C4馏分？如何通过C4馏分制备1,3-丁二烯？ 10. 从动、植物体内获得的原料路线有哪些？你认为哪些原料路线具有很好的前景。 第三章自由基本体聚合过程及合成工艺 17. 用过氧化二苯甲酰作引发剂，苯乙烯在60℃进行本体聚合，试计算正常引发反应、向引发剂转移反应、向单体转移反应三部分在聚合度倒数中各占多少百分比？对聚合度各有什么影响，计算时选用下列数据：[I]=0.04mol/L，f＝0.8，k d＝2.0×10-6s-1，k p＝176L/mol·s，k t＝3.6×107 L/mol·s，ρ(60℃)=0.887g/mL，C I=0.05，C M=0.85×10-4。 18. 为了改进聚氯乙烯的性能，常将氯乙烯（M1）与醋酸乙烯(M2)共聚 得到以氯乙烯为主的氯醋共聚物。已知在60℃下上述共聚体系的r1=1.68, r2=0.23,试具体说明要合成含氯乙烯质量分数为80％的组成均匀的氯醋共聚物应采用何种聚合工艺？ 第四章自由基溶液聚合过程及合成工艺 9. 苯乙烯在60℃以过氧化二叔丁基为引发剂，苯为溶剂进行自由基溶液聚合。当苯乙烯的浓度为1mol/L,引发剂浓度为0.0lmol/L时，引发剂分解和形成聚合物的初速率分别为4×1011mol/(L·s)和1.5×