高聚合物擴(kuò)鏈劑
通過高聚合物擴(kuò)鏈劑使多個分子量不高的大分子連接在一起從而提高其分子量的過程稱為聚合物擴(kuò)鏈。
有些分子量高達(dá)幾十萬的高聚物例如橡膠,其成型加工方法很復(fù)雜,如果由低聚物經(jīng)高聚合物擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈提高分子量,則方法簡化多了。
討論高聚合物擴(kuò)鏈劑無論在理論上還是在實(shí)際應(yīng)用中都是很有意義的。通過聚合物的化學(xué)反應(yīng),可以對原有的天然高聚物或合成高聚物進(jìn)行化學(xué)改性,獲得有預(yù)期性能的新的高聚物。例如天然纖維素的酯化,聚乙烯醇的縮醛化、聚苯乙烯的磺化以及嵌段與接枝共聚等。
制備某些不能直接從單體聚合而得到的高聚物。例如聚乙烯醇因其單體不穩(wěn)定,不是由單體聚合而是通過聚醋酸乙烯酯的水解反應(yīng)制得的。
體型或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子制品大都是在成型加工過程中,通過聚合物的化學(xué)反應(yīng)來完成的。例如樹脂的固化、橡膠的硫化等。
研究聚合物的化學(xué)變化還有助于了解聚合物的結(jié)構(gòu)及其性能之間的關(guān)系;了解和掌握高分子材料使用過程中的老化機(jī)理與規(guī)律,進(jìn)而找到防止老化以及進(jìn)一步對其使用壽命的措施。
聚合物化學(xué)變化種類很多,一般并不按反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分類,而是根據(jù)聚合物的聚合度和基團(tuán)(側(cè)基和端基)的變化來分類
聚合度下降的反應(yīng)——降解、解聚
聚合變大的反應(yīng)——交聯(lián)、擴(kuò)鏈、接枝、嵌段
聚合度不發(fā)生變化,只官能團(tuán)發(fā)生變化——相似轉(zhuǎn)變。
聚合物與低分子化合物作用,僅限于側(cè)基和端基的轉(zhuǎn)變,聚合度基本不變的反應(yīng),稱做聚合物相似轉(zhuǎn)變。
相似轉(zhuǎn)變在工業(yè)上應(yīng)用很多,如纖維素的反應(yīng)、聚醋酸乙烯酯的反應(yīng)、聚乙烯的氯化、含芳環(huán)高分子的取代反應(yīng),以及功能高分子等離子交換樹脂。
4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺(芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑MOEA)用途
本品為氨基鄰位乙基取代的芳香族二胺類擴(kuò)鏈劑,與TDI和MDI預(yù)聚體有著良好的相容、配伍性,反應(yīng)速度較快,與E100搭配可用于反應(yīng)注射成型和聚脲噴涂工藝,制品具有優(yōu)良的物理以及動態(tài)力學(xué)性能。用于聚脲彈性防水材料,可有效提高材料的強(qiáng)度、耐植物穿刺和耐老化性能。本品也可用作環(huán)氧樹脂的固化劑,賦予制品良好的抗張、耐撕裂、電絕緣及耐熱等性能。
纖維素是植物體的重要組成,是自然界中極為豐富的天然高分子化合物。纖維素的每個結(jié)構(gòu)單元都含有三個羥基。這些羥基極易形成氫鍵,因而天然纖維素難以加工成型。人們利用羥基的化學(xué)反應(yīng),如酯化、醚化等破壞了氫鍵的束縛,使改性的纖維素能成為具有多種優(yōu)良性能的人造材料。
纖維素硝酸酯又稱硝化纖維。它是由纖維素和硝化劑(濃硝酸和濃硫酸)作用生成的。
-[C6H7O2(OH)3]n- + x HNO3 ―H2SO4→
-[C6H7O2(OH)3-X(ONO2)X]n- + x nH2O x=1-3
事實(shí)上并非全部羥基都能被硝化。硝化纖維的硝化度通常用N的百分含量(N%重量)來表示,不同的硝化度的產(chǎn)品有著不同的性能與用途。作為塑料(賽璐珞)、噴漆以及膠片等用的硝化纖維素,其硝化度應(yīng)在10.5~12.3%之間,而高于12.3%時是無煙火藥。
工業(yè)上常采用濃硫酸和硝酸的混合酸制備硝化纖維。因硫酸是脫水劑,可將反應(yīng)中生成的水除掉,濃硫酸還有助于纖維素的溶脹,增加硝酸的擴(kuò)散速度,用濃硫酸可減少硝酸的消耗,降低成本。
纖維素與許多化學(xué)物質(zhì)可形成許多重要衍生物。硝化纖維素酯類,除此之外還有銅氨纖維、粘(人造棉、玻璃紙)膠纖維,醋酸纖維。)甲基纖維素,羥甲基丙基纖維素屬醚類。
聚醋酸乙烯酯(可做塑料涂料),經(jīng)醇解反應(yīng)可生成聚乙烯醇(維尼倫纖維的主要原料)
聚乙烯醇與醛類反應(yīng),形成聚乙烯醇縮醛,如聚乙烯醇縮甲酚或聚乙烯醇縮丁醛.
聚苯乙烯中的苯環(huán)與低分子苯一樣,能發(fā)生磺化、硝化、氯甲基化等反應(yīng)。目前,聚苯乙烯的官能團(tuán)反應(yīng)最有工業(yè)價值的是離子交換樹脂的制備。
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