1、主讲教师主讲教师谭绍早谭绍早 9 9 聚合物化学反应聚合物化学反应第1页高分子化学反应 高分子化学是研究高分子化合物合成和高分子化学是研究高分子化合物合成和化学化学反反应应一门科学一门科学v研究聚合物化学反应意义:扩大高分子品种和应用范围 在理论上研究和验证高分子结构 研究影响老化原因和性能改变之间关系 研究聚合物降解,有利于废聚合物处理v聚合物化学反应分类(按结构和聚合度改变)8 聚合度和基本结构改变较小(基团反应):侧 基和端基改变,亦称相同转相同转变。聚合度变大反应:接枝、嵌段、交联、扩链。聚合度变小反应:降解,解聚。第2页9.1 聚合物化学反应特征v低分子化合物有许多反应,如氢化、卤化
2、、水解、醇解、加成等,聚合物也有类似反应。v乙烯基单体往往带有侧基,如烷基、苯基、卤素等,二烯烃聚合物主链上带有双键,这些基团可进行加成、取代、消去、成环等反应。v缩聚物主链上有特征基团,如醚键、酯键、酰胺键等,可进行水解、醇解、氨解等反应。第3页 高分子链上官能团极难全部起反应 一个高分子链上就含有未反应和反应后各种不一样基团,类似共聚产物 比如聚丙烯腈水解:1.大分子基团活性大分子基团活性 聚合物和低分子都能够进行相同基团反应,但对产率或转化率表述和基团活性却存在很大差异。第4页 反应不能用小分子“产率”或“转化率”来描述。只能用“基团转化程度”来表述:即指起始基团生成各种基团百分数 聚合
3、物基团活性、反应速率和最高转化程度普通都低于同系低分子物。基团转化程度不能到达百分之百,是由基团所处宏观环境(物理原因)和微观环境(化学原因)不一样所引发。第5页(2)物理原因对基团活性影响)物理原因对基团活性影响 聚集态聚集态 低分子极难扩散入晶区,晶区不能反应低分子极难扩散入晶区,晶区不能反应低分子极难扩散入晶区,晶区不能反应低分子极难扩散入晶区,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 聚合物与低分子药剂进行化学反应,首先要求基团处于分子级接触,结晶、相态和溶解度不一样,都会影响药剂扩散,从而影响基团表观或性和反
4、应速率。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,反应加紧高弹态:链段活动增大,反应加紧高弹态:链段活动增大,反应加紧高弹态:链段活动增大,反应加紧粘流态:可顺利进行粘流态:可顺利进行粘流态:可顺利进行粘流态:可顺利进行晶态高分子晶态高分子晶态高分子晶态高分子第6页 轻度交联聚合物,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,才易磺化 链构象影响 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
5、反应会发生显著改变 即使均相反应,聚合物溶解情况发生改变时,反应速率也会发生对应改变第7页(2)化学原因对基团活性影响 几率效应 高分子链上相邻基团作无规成对反应时,中间往往留有未反应孤立单个基团,最高转化程度受到几率限制。比如,PVC与Zn粉共热脱氯,按几率计算只能到达86.5%,与试验结果相符第8页 邻近基团效应 高分子中原有基团或反应后形成新基团位阻效应和电子效应,以及试剂静电作用,均可能影响到邻近基团活性和基团凡有利于形成五元或六元环状中间体,邻基基团都有加速作用,如 全同PMMA比无规、间同水解快,原因是全同基结构位置易于形成环酐中间体。详细表现在:位阻效应使基团反应程度受限;不带电
6、基团转变为带电基团反应速率随转化程度提升而降低;带电荷聚合物和电荷相反试剂反应,反应加速。第9页 因为羧酸阴离子形成后,易与相邻酯基形成六元环酐,而并非由氢氧离子来直接水解。凡有利于形成五元或六元环状中间体,邻基基团都有加速作用,如 全同PMMA比无规、间同水解快,原因是全同基结构位置易于形成环酐中间体。又如聚甲基丙烯酸酯类碱性水解有自动催化作用(见后面反应)。比如以酸作为催化剂,聚丙烯酰胺能够水解成聚丙烯酸,其早期水解速率与丙烯酰胺水解速率相同,但反应进行后,水解速率自动加速到几千倍。第10页第11页 2.纤维素化学改性纤维素化学改性v 纤维素是第一个进行化学改性天然高分子,纤维素有许多主要
7、衍生物纤维素结构如右所表示:第12页l粘胶纤维l铜氨纤维l纤维素硝酸酯l纤维素醋酸酯l纤维素醚类:甲基、乙基、羧甲基纤维素纤维素化学改性产品包含纤维素化学改性产品包含:第13页 粘胶纤维制造粘胶纤维制造粘胶纤维制造粘胶纤维制造20%NaOH20%NaOH浸渍浸渍浸渍浸渍 1 12 h2 h碱纤维素碱纤维素碱纤维素碱纤维素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,
8、将部分黄酸盐水解成羟基,将部分黄酸盐水解成羟基,将部分黄酸盐水解成羟基,成为粘度较大纺前粘胶液成为粘度较大纺前粘胶液成为粘度较大纺前粘胶液成为粘度较大纺前粘胶液10101515 H H2 2SOSO4 4 喷丝喷丝303045 45 CSCS2 2第14页第15页3.聚醋酸乙烯酯醇解聚醋酸乙烯酯醇解 聚乙烯醇只能从聚醋酸乙烯酯水解得到聚乙烯醇缩醛化反应可得到主要高分子产品缩甲醛:维尼纶缩甲醛:维尼纶缩丁醛:良好玻璃粘合剂缩丁醛:良好玻璃粘合剂第16页4聚乙烯和聚氯乙烯氯化聚乙烯和聚氯乙烯氯化5二烯类橡胶氢化、氯化和氢氯化二烯类橡胶氢化、氯化和氢氯化6苯环上取代反应苯环上取代反应7 环化反应环化
9、反应第17页6 苯环上取代反应苯环上取代反应 聚苯乙烯几乎年进行芳烃一切反应 以苯乙烯二乙烯苯共聚物为母体离子交换树脂,是芳环取代反应经典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18页8.2 功效高分子功效高分子v化学功效高分子v物理功效高分子离子交换树脂离子交换树脂光活性高分子光活性高分子氧化还原树脂氧化还原树脂感光树脂感光树脂高分子螯合剂高分子螯合剂光致变色高分子光致变色高分子吸附树脂吸附树脂光稳定剂光稳定剂高分子分离膜高分子分离膜导电性高分子导电性高分子v高分子试剂和药品高分子半导体高分子半导体高分子催化剂和载体高分子催化剂和载体高分子导体高分子导体光导
10、电高分子光导电高分子压电性高分子压电性高分子磁性高分子磁性高分子生物医用高分子生物医用高分子表表8-1 功效高分子种类功效高分子种类第19页功效高分子由聚合物母体和功效性基团两功效高分子由聚合物母体和功效性基团两部分组成部分组成,其主要合成方法有二:其主要合成方法有二:先合成先合成聚合物母体,再经过化学反应,聚合物母体,再经过化学反应,接上功效基团,属于聚合物基团反应。接上功效基团,属于聚合物基团反应。先将先将功效基团引入单体,后(共)聚合。功效基团引入单体,后(共)聚合。功效高分子种类繁多,本书仅介绍功效高分子种类繁多,本书仅介绍高分子高分子试剂试剂、高分子催化剂、高分子基质高分子催化剂、高
11、分子基质等化等化学功效高分子。学功效高分子。我再此只介绍我再此只介绍高分子试剂高分子试剂第20页第21页第22页还有许多高分子试剂,可分别用于氧化、还有许多高分子试剂,可分别用于氧化、还原、卤化、酰化、酰胺化、亲核取代、还原、卤化、酰化、酰胺化、亲核取代、Witting反应、肽反应、肽 合成等,示比如表合成等,示比如表8-2。高分子药品也属于高分子试剂范围。高分子药品也属于高分子试剂范围。除莠剂、杀虫剂、农药、紫外光吸收剂、除莠剂、杀虫剂、农药、紫外光吸收剂、抗氧剂都有可能配置成高分子试剂型制抗氧剂都有可能配置成高分子试剂型制品。品。第23页第24页链转链转移机理移机理长长出支出支链链接枝方法
12、接枝方法 有聚合物存在时,引发剂引发单体聚合同时,还可能有聚合物存在时,引发剂引发单体聚合同时,还可能向大分子转移,形成接枝物,这是工业上最惯用方法,向大分子转移,形成接枝物,这是工业上最惯用方法,能够用来合成能够用来合成HIPS、ABS、MBS等。等。以以HIPS为例来说明:为例来说明:(1)初级自由基与聚丁二烯分子中乙烯侧基加成,所)初级自由基与聚丁二烯分子中乙烯侧基加成,所形成活性接枝点引发单体聚合,形成支链。形成活性接枝点引发单体聚合,形成支链。(2)初级自由基与聚丁二烯主链中双键加成,另形成)初级自由基与聚丁二烯主链中双键加成,另形成接枝点引发单体聚合,形成支链。接枝点引发单体聚合,
13、形成支链。(3)初级自由基夺取烯丙基氢而链转移,形成接枝点。)初级自由基夺取烯丙基氢而链转移,形成接枝点。第25页第26页偶合机理嫁接支偶合机理嫁接支链链接枝法接枝法 带有反应性侧基大分子主链与带有反应端基预聚物进行偶合接枝反应,能够合成预定结构接枝共聚物。离子聚合最宜用于这一方法。大单体共聚接枝大单体共聚接枝大单体是以乙烯基为端基齐聚物,普通由离子聚合制得,活性聚合能够控制链长、链长分布和端基功效团。大单体与普通乙烯基单体共聚后,可形成梳状接枝共聚物,乙烯基单体成为大分子主链,大单体则为支链。第27页2 嵌段l依次进入不一样单体活性聚合(活性阴离子聚合)比如,烷基锂为引发剂 但要注意链阴离子
14、活性,pKa大单体可引发小 S t MMA AN VDCN(乙叉二氰)第28页l特殊引发剂l力化学法l其它如缩聚中链交换反应 带活性端基预聚体反应 怎样制备MMAStMMA、StMMASt三嵌段共聚物?可经过多官能团偶联剂,制备星型聚合物第29页3.扩链 扩链反应是指以适当方法,将分子量为几千低聚物连接起来,使分子量成倍或几十倍提升 遥爪预聚物分子量普通在36千,常呈液体状,经过扩链,可得到高分子量产物 近年来发展液体橡胶是这一反应经典应用 对于不一样活性端基,对应扩链剂也不相同 端基预聚体可按自由基聚合、阴离子聚合、缩聚等机理合成。第30页 活性端基 扩链剂官能团 OH NCO COOH 环
15、氧基 OH 环氧 HN2 OH COOH、酸酐 NCO OH NH2 NHR COOH活性端基及对应扩链剂或交联剂官能团活性端基及对应扩链剂或交联剂官能团第31页交联有物理交联和化学交联两种类型。交联有物理交联和化学交联两种类型。大分子之间用共价键结合起来,称作化学交联;大分大分子之间用共价键结合起来,称作化学交联;大分子之间由氢键、极性键等物理力结合在一起,则称子之间由氢键、极性键等物理力结合在一起,则称作物理交联。作物理交联。1 二烯类橡胶硫化二烯类橡胶硫化硫化可能属于离子聚合机理。硫化可能属于离子聚合机理。硫化反应过程大致以下(见后图):硫化反应过程大致以下(见后图):首先是橡胶和极化后
16、硫或硫离子对反应,形成锍离子。锍离子首先是橡胶和极化后硫或硫离子对反应,形成锍离子。锍离子夺取聚二烯烃中氢原子,形成烯丙基碳阳离子。碳阳离子先夺取聚二烯烃中氢原子,形成烯丙基碳阳离子。碳阳离子先与硫反应。而后再与大分子双键加成,产生交联。经过氢转与硫反应。而后再与大分子双键加成,产生交联。经过氢转移,继续与大分子反应,再生出大分子碳阳离子。如此重复,移,继续与大分子反应,再生出大分子碳阳离子。如此重复,形成大网络结构。形成大网络结构。8.4 交联交联硫化时常添加有机硫化物促进剂和金属氧化物活化剂。硫化时常添加有机硫化物促进剂和金属氧化物活化剂。第32页第33页第34页2 聚烯烃过氧化物交联聚烯
17、烃过氧化物交联聚烯烃、乙丙橡胶、聚硅氧烷橡胶大分子中无双键,无法用硫来聚烯烃、乙丙橡胶、聚硅氧烷橡胶大分子中无双键,无法用硫来交联,却可与过氧化二异丙苯、过氧化特丁基等过氧化物共热交联,却可与过氧化二异丙苯、过氧化特丁基等过氧化物共热而交联。这一交联过程属于自由基机理。而交联。这一交联过程属于自由基机理。乙丙橡胶交联(硫化)发生在叔碳原子上第35页3 辐射交联辐射交联乙烯基聚合物受电离辐射时,不论光子、乙烯基聚合物受电离辐射时,不论光子、电子、中子或质子,将发生交联和降解两电子、中子或质子,将发生交联和降解两类反应。即使高剂量对降解有利,但交联类反应。即使高剂量对降解有利,但交联和降解普通都同
18、时发生。剂量一定时,到和降解普通都同时发生。剂量一定时,到底发生交联还是降解反应,由聚合物结构底发生交联还是降解反应,由聚合物结构决定。决定。4 其它其它在聚合物加工过程中还有许多交联例子。在聚合物加工过程中还有许多交联例子。第36页降解降解是聚合物聚合度变小或分子量变小化学反应统称。包含解聚、无规断链、侧基和低分子脱出等包含解聚、无规断链、侧基和低分子脱出等反应。反应。引发高分子材料降解主要原因:物理原因和化学原引发高分子材料降解主要原因:物理原因和化学原因。因。聚合物降解原因8.5 降解降解物理原因:热、光、幅射、机械力物理原因:热、光、幅射、机械力物理原因:热、光、幅射、机械力物理原因:
19、热、光、幅射、机械力化学原因:水、醇、酸化学原因:水、醇、酸化学原因:水、醇、酸化学原因:水、醇、酸物理化学原因:热氧化、光氧化物理化学原因:热氧化、光氧化物理化学原因:热氧化、光氧化物理化学原因:热氧化、光氧化第37页1.热降解热降解 v高分子在热作用下发生降解是一个常见现象。热降解主要有没有规降解、解聚反应、侧基热降解主要有没有规降解、解聚反应、侧基脱除三类。脱除三类。(1)解聚)解聚解聚能够看作链增加逆反应,在聚合上限温度以上尤其轻易进行,大都属于自由基机理。先在链端发生断裂,生成活性较低自由基,然后按连锁机理快速脱除单体,这就是解聚反应。第38页高分子发生解聚难易与其结构相关:s主链带
20、有季碳原子高分子易发生解聚 原因:无叔氢原子,难以转移 如PMMA、聚-甲基苯乙烯、聚异丁烯第39页s全 CF 键聚合物可全部解聚成单体 CF键能大,不易断裂,不能夺取F原子 聚四氟乙烯单体产率达 96.6%链端带有半缩醛结构聚合物易解聚 如如聚聚甲甲醛醛也也易易热热解解聚聚,但但非非自自由由基基机机理理。解解聚聚往往往从羟端基开始:往从羟端基开始:解聚从羟端基开始解聚从羟端基开始所以聚甲醛生产时,惯用封锁端基法,即使所以聚甲醛生产时,惯用封锁端基法,即使羟端基酯化或醚化,可提升其热稳定性。羟端基酯化或醚化,可提升其热稳定性。第40页(2)无规断链无规断链 在主链上随意发生断裂过程中聚合在主链
21、上随意发生断裂过程中聚合物分子质量快速下降,但单体收率极少。物分子质量快速下降,但单体收率极少。这类反应也称无规断链,有时也称降解这类反应也称无规断链,有时也称降解 如聚乙烯,断链后形成自由基活性如聚乙烯,断链后形成自由基活性很高,周围又有许多仲氢原子,易发很高,周围又有许多仲氢原子,易发生链转移反应,几乎无单体产生生链转移反应,几乎无单体产生 PS 受热时,同时伴有降解和解聚反受热时,同时伴有降解和解聚反应,单体产率占应,单体产率占42第41页第42页(3)基团脱除)基团脱除即在主链上产生双键,形成共轭体系高聚物。即在主链上产生双键,形成共轭体系高聚物。PVC、PAN、PVAc及及PVF等受
22、热时可发生取等受热时可发生取代基脱除反应。因而在热失重曲线上,后期代基脱除反应。因而在热失重曲线上,后期往往出现平台。往往出现平台。PVC在在100120下下即即开开始始脱脱HCl,在在200下下脱脱HC1速速度度很很快快,因因而而加加工工时时(180200)往往往往出出现现聚聚合合物物色色泽泽变变深深、强强度度降降低等现象。总反应可简示以下:低等现象。总反应可简示以下:第43页vPVC取代基脱除反应取代基脱除反应2游离游离HCl对脱对脱HCl有催化作用。有催化作用。金属氯化物也能促进上述反应金属氯化物也能促进上述反应第44页vPVC取代基脱除反应影响原因取代基脱除反应影响原因(a)主要原因是
23、分子链中存在有不稳定结构烯丙)主要原因是分子链中存在有不稳定结构烯丙 基氯。基氯。在在PVC 中平均中平均1000个碳原子含有个碳原子含有 0.21.2个双键,有多达个双键,有多达15个,双键旁边个,双键旁边 氯就是烯丙基氯。双键越多,越不稳定氯就是烯丙基氯。双键越多,越不稳定(b)PVC分子量大小对其热稳定性也有一定影分子量大小对其热稳定性也有一定影 响。响。在在PVC热加工时,要加入百分之热加工时,要加入百分之 几酸吸收剂,以提升其热稳定性几酸吸收剂,以提升其热稳定性-CH2-CH-CH=CH-Cl 第45页 高分子在机械力和超声波作用下,都可能使大分子断链而降解 受机械力场所力化学降解产
24、生高分子自由基,在单体存在时,可生成接枝共聚物,近年来发展反应性挤出就是利用这一原理固体聚合物粉碎固体聚合物粉碎固体聚合物粉碎固体聚合物粉碎橡胶塑炼橡胶塑炼橡胶塑炼橡胶塑炼熔融挤出熔融挤出熔融挤出熔融挤出纺丝聚合物溶液强力搅拌纺丝聚合物溶液强力搅拌纺丝聚合物溶液强力搅拌纺丝聚合物溶液强力搅拌2.力化学降解力化学降解第46页3.水解、化学降解和生化降解水解、化学降解和生化降解杂链聚合物轻易发生化学降解,化学降解中大量是水解酸、碱是水解催化剂聚缩醛、聚酰胺、聚酯最易发生水解聚酰胺水解生成端氨基和羧基第47页碱是聚酯水解活泼催化剂碱是聚酯水解活泼催化剂淀粉酸性水解,可制得葡萄糖淀粉酸性水解,可制得葡
25、萄糖第48页4.4.氧化降解氧化降解 氧化反应氧化反应直接氧化:直接氧化:聚合物与一些化合物聚合物与一些化合物 在环境温度下反应。在环境温度下反应。自动氧化:自动氧化:聚合物材料聚合物材料 在使用或加工时与分子氧反应在使用或加工时与分子氧反应这种反应常使聚合物分子量降低,性能这种反应常使聚合物分子量降低,性能 变劣,老化加速。变劣,老化加速。直接氧化直接氧化自动氧化自动氧化第49页(1 1)氧化降解机理氧化降解机理 热氧化属于自由基链式机理,并有自动催化现象热氧化属于自由基链式机理,并有自动催化现象。引发引发增加增加 PH代表代表聚合聚合物物第50页终止终止v氢过氧化物还可能分解产生两个自由基
26、氢过氧化物还可能分解产生两个自由基v 而加速氧化,而加速氧化,v微量金属离子对聚合物氧化起催化作用。微量金属离子对聚合物氧化起催化作用。第51页(2)抗氧剂和抗氧机理抗氧剂和抗氧机理v 为降低聚合物氧化,惯用一个方法是为降低聚合物氧化,惯用一个方法是使用抗氧剂使用抗氧剂。按照作用机理,抗氧剂可分为以下三类:按照作用机理,抗氧剂可分为以下三类:v 氢原子给予体氢原子给予体v 惯用妨碍酚和芳仲胺。它们分子内含有惯用妨碍酚和芳仲胺。它们分子内含有-OH 或或-NH,因为氢原子活泼性,可与,因为氢原子活泼性,可与R或或ROO作用。作用。v 形成抗氧剂自由基因共轭及空间位阻而稳定,不形成抗氧剂自由基因共
27、轭及空间位阻而稳定,不再引发聚合物分子。再引发聚合物分子。第52页 氢原子给予体氢原子给予体 自由基捕捉剂自由基捕捉剂 妨碍酚、芳胺、苯醌类及多环烃类妨碍酚、芳胺、苯醌类及多环烃类等都是有等都是有效自由基捕捉剂。效自由基捕捉剂。酚酚类类通通常常可可捕捕捉捉多多个个自自由由基基。比比如如妨妨碍碍酚酚类类供出氢原子后形成稳定自由基仍可捕捉自由基供出氢原子后形成稳定自由基仍可捕捉自由基第53页自由自由基捕基捕捉示捉示例:例:第54页 电子给予体电子给予体 芳芳叔叔胺胺可可与与ROO。发发生生电电子子转转移移,使使ROO。生生成成负负离离子子,本本身身则则转转化化为为共共轭稳定正离子自由基:轭稳定正离
28、子自由基:为了提升抗氧化效率,有时还加入助抗氧剂为了提升抗氧化效率,有时还加入助抗氧剂第55页经典助抗氧化剂有硫醇、硫化物、多硫化物、经典助抗氧化剂有硫醇、硫化物、多硫化物、二硫代氨基甲酸酯、硫代二脂肪酸二烷基酯及二硫代氨基甲酸酯、硫代二脂肪酸二烷基酯及亚磷酸酯类等。亚磷酸酯类等。什么是金属钝化剂?什么是金属钝化剂?因为铁、铜、钴、锰、钛、钒、铝等金属离子是因为铁、铜、钴、锰、钛、钒、铝等金属离子是聚合物氧化降解催化剂,所以加入少许能与金属离聚合物氧化降解催化剂,所以加入少许能与金属离子形成络合物有机化合物,也可抑止聚合物氧化降子形成络合物有机化合物,也可抑止聚合物氧化降解。惯用有芳胺和酰肼化
29、合物等。解。惯用有芳胺和酰肼化合物等。第56页5.5.光降解和光氧化光降解和光氧化降解降解300400 nm紫紫外外光光仅仅使使多多数数聚聚合合物物呈呈激激发发态态而而不不离离解解。但但若若有有氧氧存存在在,则则被被激激发发 C-H键键易易被被氧氧脱脱除除,形成氢过氧化物,然后按氧化机理降解。形成氢过氧化物,然后按氧化机理降解。聚烯烃光氧化有自动催化效应,聚烯烃光氧化有自动催化效应,可能是氧化产物起着光敏剂作用。可能是氧化产物起着光敏剂作用。(1)(1)光降解和光氧化机理光降解和光氧化机理第57页(2)光稳定剂)光稳定剂 为为了了减减缓缓或或预预防防聚聚合合物物光光降降解解和和光光氧氧化化,工
30、工业业上上常常使使用用光光稳稳定定剂剂。按按照照作作用用机机理理不不一一样,光稳定剂可分为以下三类。样,光稳定剂可分为以下三类。光屏蔽剂光屏蔽剂 能反射紫外光,预防透入聚合物内部,降低能反射紫外光,预防透入聚合物内部,降低光激发反应。比如光激发反应。比如1525 nm粒度碳黑很有粒度碳黑很有效,兼有吸收紫外光和抗氧老化作用。效,兼有吸收紫外光和抗氧老化作用。第58页 紫外光吸收剂紫外光吸收剂 它们实际上起能量转移作用。它们实际上起能量转移作用。第59页(2)光稳定剂)光稳定剂 淬灭剂淬灭剂 经经过过分分子子间间作作用用转转移移激激发发能能量量。主主要要是二价镍有机螯合剂。淬灭反应式为:是二价镍
31、有机螯合剂。淬灭反应式为:淬灭剂淬灭剂第60页6.6.老化和耐候性老化和耐候性什么是老化什么是老化?高分子材料在加工、贮存和使用过程中,因为高分子材料在加工、贮存和使用过程中,因为受到各种原因(热、氧、光、水、化学介质及微生受到各种原因(热、氧、光、水、化学介质及微生物等)综合作用,聚合物化学组成和结构会发生一物等)综合作用,聚合物化学组成和结构会发生一系列改变,以致最终丧失使用价值,这些现象和改系列改变,以致最终丧失使用价值,这些现象和改变统称为老化。变统称为老化。老化是一个不可逆化学改变。老化是一个不可逆化学改变。第61页老化表现:老化表现:1.1.外观:变色、变形、龟裂、斑点等;外观:变
32、色、变形、龟裂、斑点等;2.2.物理化学性质:比重、熔点、溶解度、物理化学性质:比重、熔点、溶解度、分子量、耐热性、耐化学腐蚀等;分子量、耐热性、耐化学腐蚀等;3.3.机械强度:拉伸强度、冲击强度、机械强度:拉伸强度、冲击强度、硬度、弹性、耐磨强度等;硬度、弹性、耐磨强度等;4.4.电性能:绝缘电阻、介电损耗、电性能:绝缘电阻、介电损耗、击穿电压等;击穿电压等;第62页B关于防老化几点问题:关于防老化几点问题:各种聚合物因为化学组成和结构不一样,所各种聚合物因为化学组成和结构不一样,所受环境影响各不相同,应区分对待。(可见表受环境影响各不相同,应区分对待。(可见表6-5)聚合物材料结构特点和适应环境能力差异,聚合物材料结构特点和适应环境能力差异,在使用时要合理选择。但不论用于何处,普通在使用时要合理选择。但不论用于何处,普通都应采取防老化办法和添加各种助剂。都应采取防老化办法和添加各种助剂。防老化助剂有热稳定剂、抗氧化剂、紫外光防老化助剂有热稳定剂、抗氧化剂、紫外光吸收剂和屏蔽剂、防霉剂和杀菌剂等。吸收剂和屏蔽剂、防霉剂和杀菌剂等。第63页作业P248第4题第11题第16题第64页