高分子化学课件第三章自由基聚合

自由基聚合汇报人目录单击输入目录标题自由基聚合的原理自由基聚合的单体自由基聚合的引发剂自由基聚合的催化剂自由基聚合的实验操作添加章节标题自由基聚合的原理自由基聚合的定义l自由基聚合是一种化学反应，其中自由基作为反应的活性中间体l自由基聚合通常在溶液中进行，但也可以在气相中进行l自由基聚合的反应速率通常比离子聚合快，但产物的分子量分布较宽l自由基聚合的产物通常是高分子量聚合物，具有多种应用自由基聚合的化学反应机理自由基聚合反应通过自由基引发剂产生自由基，自由基再发生链增长反应，形成聚合物自由基引发剂如过氧化物、偶氮化合物等，能够产生自由基链增长反应自由基与单体发生反应，生成新的自由基和聚合物终止反应自由基与单体或聚合物发生反应，终止链增长反应，形成聚合物自由基聚合的分类自由基聚合反应类型链引发、链增长、链终止自由基聚合反应机理链引发、链增长、链终止自由基聚合反应条件温度、压力、催化剂自由基聚合反应产物聚合物、副产物、催化剂自由基聚合的特点反应速度快自由基聚合反应速度产物分子量可控自由基聚合反应快，可以在短时间内完成聚合反应可以通过控制反应条件，控制产物的分子量添加标题添加标题添加标题添加标题反应条件温和自由基聚合反应条产物结构多样自由基聚合反应可件温和，不需要高温高压等苛刻条以生成多种结构的聚合物，具有广件泛的应用前景自由基聚合的单体单体的种类l乙烯最常见的自由基聚合单体，广泛应用于塑料、橡胶等领域l丙烯另一种常见的自由基聚合单体，广泛应用于塑料、涂料等领域l苯乙烯广泛应用于合成树脂、涂料等领域l甲基丙烯酸甲酯广泛应用于合成树脂、涂料等领域l丙烯腈广泛应用于合成树脂、涂料等领域l氯乙烯广泛应用于合成树脂、涂料等领域单体的选择标准l化学稳定性单体应具有足够的化学稳定性，以避免在聚合过程中发生分解或聚合物降解l反应活性单体应具有适当的反应活性，以实现有效的自由基聚合l聚合物性能单体的选择应考虑聚合物的最终性能，如力学性能、热性能、电性能等l经济性单体的选择应考虑其成本和可用性，以实现经济的自由基聚合过程单体的合成方法自由基聚合通过自由基引发单体合成通过化学反应合成剂引发单体聚合单体单体纯化通过分离纯化技术单体检测通过检测技术检测单体的纯度和质量得到纯单体单体的市场应用l塑料工业用于生产聚乙烯、聚丙烯等塑料制品l橡胶工业用于生产合成橡胶，如丁腈橡胶、氯丁橡胶等l涂料工业用于生产涂料，如丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等l粘合剂工业用于生产粘合剂，如环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂等l纤维工业用于生产合成纤维，如聚酯纤维、聚丙烯腈纤维等l医药工业用于生产药物，如抗生素、激素等自由基聚合的引发剂引发剂的种类光引发剂在光照条件下引发聚合反应热引发剂在加热条件下引发聚合反应氧化还原引发剂通过氧化还原反应引发聚合反应离子引发剂通过离子交换反应引发聚合反应引发剂的选择标准引发剂的活性选择活性较高的引发剂，以提高聚合反应速率引发剂的稳定性选择稳定性较好的引发剂，以减少储存和运输过程中的损失引发剂的毒性选择毒性较低的引发剂，以降低对环境和人体的危害引发剂的价格选择价格较低的引发剂，以降低生产成本引发剂的合成方法自由基引发剂通过自由基反应合成离子引发剂通过离子反应合成光引发剂通过光化学反应合成热引发剂通过热化学反应合成复合引发剂通过多种反应合成引发剂的应用引发剂在自由基聚合中的作用引发聚合反应，控制聚合速率和聚合度引发剂的分类光引发剂、热引发剂、氧化还原引发剂等引发剂的选择根据聚合物的性质和用途选择合适的引发剂引发剂的应用领域高分子材料、涂料、粘合剂、生物医学等领域自由基聚合的催化剂催化剂的种类光催化剂如热催化剂如自由基引发剂离子引发剂复合催化剂TiO

2、ZnO等FeCl

3、CuCl如AIBN、BPO如Na2S2O

8、如FeCl3/TiO

2、等等K2S2O8等CuCl/ZnO等催化剂的选择标准活性催化剂稳定性催化反应条件催产物选择性的活性越高，剂的稳定性越化剂需要在特催化剂的选择反应速度越快高，反应越不定的反应条件会影响产物的容易受到干扰下才能发挥作种类和数量用催化剂的合成方法自由基聚合催化剂的光引发剂的合成方法热引发剂的合成方法氧化还原引发剂的合种类包括光引发剂、通过化学反应合成，通过化学反应合成，成方法通过化学反热引发剂、氧化还原如苯甲酰氯与苯基丙如过氧化氢与苯甲酰应合成，如过氧化氢引发剂等酮反应生成苯甲酰苯氯反应生成苯甲酰过与苯甲酰氯反应生成丙酮氧化氢苯甲酰过氧化氢催化剂的应用自由基聚合的催催化剂可以提高催化剂可以控制催化剂可以降低化剂可以加速聚聚合物的分子量，聚合物的分子结聚合反应的温度，合反应的进行改善聚合物的性构，使其具有特减少能耗和污染能定的性能自由基聚合的实验操作实验前的准备实验材料自由基引发剂、单实验设备反应器、搅拌器、体、溶剂等温度计等实验环境无尘、无菌、无氧实验安全穿戴防护服、手套、口罩等，确保实验安全等聚合反应的操作步骤l准备实验材料包括自由基引发剂、单体、溶剂等l配制反应溶液将自由基引发剂、单体、溶剂等按比例混合l加热反应将反应溶液加热至一定温度，使自由基引发剂分解产生自由基l观察反应观察反应过程中溶液的颜色、粘度等变化，判断反应是否进行l终止反应当反应达到预期效果时，加入终止剂终止反应l分离产物将反应产物从反应溶液中分离出来，进行后续处理和测试聚合产物的表征方法l红外光谱法通过红外光谱分析聚合物的结构l核磁共振法通过核磁共振分析聚合物的分子结构和分子量l质谱法通过质谱分析聚合物的分子量和分子结构l热重分析法通过热重分析测定聚合物的热稳定性和热分解温度l凝胶渗透色谱法通过凝胶渗透色谱法测定聚合物的分子量和分子量分布l扫描电子显微镜法通过扫描电子显微镜观察聚合物的微观结构实验安全注意事项l穿戴防护装备实验过程中必须穿戴防护服、手套、口罩等防护装备l实验环境实验应在通风良好的实验室中进行，避免在密闭空间内进行l实验操作实验过程中应严格按照实验步骤进行操作，避免随意操作l实验废弃物处理实验结束后，应将废弃物妥善处理，避免污染环境自由基聚合的应用和发展前景自由基聚合在工业生产中的应用合成高分子材料如聚丙烯、聚乙烯等合成有机硅材料如硅橡胶、硅树脂等合成特种材料如氟橡胶、聚酰亚胺等合成生物降解材料如聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等合成功能材料如导电聚合物、光敏聚合物等合成药物如抗生素、抗肿瘤药物等自由基聚合在新材料开发中的应用自由基聚合在新自由基聚合在生自由基聚合在智自由基聚合在环型高分子材料中物降解材料中的能材料中的应用保材料中的应用的应用应用自由基聚合的发展趋势和前景l应用领域自由基聚合在材料科学、生物医学等领域具有广泛的应用前景l发展趋势自由基聚合技术不断进步，向着更加高效、环保、可控的方向发展l前景展望自由基聚合技术在未来有望在生物医学、新能源等领域发挥重要作用l挑战与机遇自由基聚合技术面临诸多挑战，如反应条件苛刻、产物选择性差等，但同时也带来了巨大的发展机遇THANK YOU汇报人。