1、第五章 表面活性剂与高分子 第一节 表面活性剂一、什么是表面活性剂1.定义：少量存在就能大大降低表面张力的物质。2.结构特点：两种基团：亲水基团、疏水（亲油）基团 3.表面活性剂降低表面张力的原因表面活性剂降低表面张力的原因表面层粒子受力分析表面层粒子受力分析二、表面活性剂的分类 (一)按电学性质分类（二）按分子量 能否电离能否电离电离后起表面活性的部电离后起表面活性的部分带有的电荷分带有的电荷第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂亲油基亲油基亲水基亲水基第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂酸根酸根+金金属阳离子属阳离子第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表
2、面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂ROH+HOSOOOHROSOOOH+OH2ROSOOOH+NaOHROSOOONa+OH2十八酸钠十八酸钠十二烷基磺酸钠十二烷基磺酸钠十二醇硫酸酯钠盐十二醇硫酸酯钠盐十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠十二醇磷酸酯二钠盐十二醇磷酸酯二钠盐十二烷基磷酸钠十二烷基磷酸钠R1R2NHClR1R1R1NHCl第二类第二类 阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂R1R1R1NR4 Cl RN Cl命名原则：看成由一种有机的阳离子和一种酸根离子组成的盐。按照盐的命名原则进行。C12H25NH3 Cl+C12H25NH3Cl有机阳离子有机阳离子酸根离子酸根
3、离子氯化十二烷基氯化十二烷基铵铵十二烷基氯化十二烷基氯化铵铵十二烷基十二烷基胺胺盐酸盐酸盐盐C12H25NCH3 CH3ClCH3CH3CH3C12H25NCH3+Cl有机阳离子有机阳离子酸根离子酸根离子氯化十二烷基三甲基铵氯化十二烷基三甲基铵十二烷基三甲基氯化铵十二烷基三甲基氯化铵C12H25 NClC12H25N+Cl有机阳离子有机阳离子酸根离子酸根离子氯化十二烷基吡啶氯化十二烷基吡啶十二烷基氯化吡啶十二烷基氯化吡啶第三类第三类 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂 聚氧乙烯脂肪酸酯聚氧乙烯脂肪酸酯（1 1）酯型酯型山梨糖醇酐脂肪酸酯山梨糖醇酐脂肪酸酯（斯盘型）（斯盘型）RN(CH2CH2
4、 O)n1H(CH2CH2 O)n2HRCNH2ORCNO(CH2CH2 O)n1H(CH2CH2 O)n2H聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯脂肪胺聚氧乙烯酰胺聚氧乙烯酰胺OOOOCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OOOOOOOH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O非离子表面活性剂的命名非离子表面活性剂的命名C12H25CH2CH2O10OH原料：氧乙烯原料：氧乙烯+十二醇十二醇分类：醚分类：醚聚氧乙烯十二醇醚聚氧乙烯十二醇醚-10氧乙烯链节数氧乙烯链节数CH2CH2O10OHC9H19原料：氧乙烯原料：氧乙烯+壬基酚壬基酚分
5、类：醚分类：醚聚氧乙烯壬基酚醚聚氧乙烯壬基酚醚-10非离子表面活性剂的命名非离子表面活性剂的命名CH2CH2O10OHC17H35CO原料：氧乙烯原料：氧乙烯+十八酸十八酸分类：酯分类：酯聚氧乙烯十八酸酯聚氧乙烯十八酸酯-10非离子表面活性剂的命名非离子表面活性剂的命名CH2CH2O10HC12H25NCH2CH2O10H原料：氧乙烯原料：氧乙烯+十二胺十二胺分类：胺分类：胺聚氧乙烯十二胺聚氧乙烯十二胺-20非离子表面活性剂的命名非离子表面活性剂的命名CH2CH2O10HNCH2CH2O10HC11H23CO原料：氧乙烯原料：氧乙烯+十二酰胺十二酰胺分类：酰胺分类：酰胺聚氧乙烯十二酰胺聚氧乙烯
6、十二酰胺-20非离子表面活性剂的命名非离子表面活性剂的命名1.阴离子阴离子-非离子型非离子型第四类、两性活性剂第四类、两性活性剂2.阳离子阳离子-非离子型非离子型3.阳离子阳离子-阴离子型阴离子型第四类、两性活性剂第四类、两性活性剂两性表面活性剂的命名CH2CH2O10C12H25OSO3Na聚氧乙烯十二醇醚硫酸酯钠盐聚氧乙烯十二醇醚硫酸酯钠盐C12H25N ClCH2CH2O10HCH2CH2O10HCH3两性表面活性剂的命名二二聚氧乙烯基聚氧乙烯基十二烷基甲基氯化铵十二烷基甲基氯化铵-20两性表面活性剂的命名C12H25NCH2COOCH3CH3+十二烷基二甲铵基乙酸内盐十二烷基二甲铵基乙
7、酸内盐(二二)按分子量分类按分子量分类可分为低分子表面活性剂和高分子表面活性剂。可分为低分子表面活性剂和高分子表面活性剂。1、聚醚型非离子、聚醚型非离子CH3CHO(C3H6O)m (C2H4O)nHCH2O(C3H6O)m(C2H4O)nH2、阴离子型、阴离子型：(CH2CH)n (CH2CH)mC8H17SO3Na3、阳离子型、阳离子型：CH2CH nC12H25N+Cl-三、表面活性剂的稀溶液和浓溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液稳定化稳定化稳定化稳定化憎水基亲水基和水相斥和水吸引(a)(b)(c)水空气四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液1.极稀溶液极稀溶液溶液
8、中表面活性剂单分子溶液中表面活性剂单分子界面吸附层中的表面界面吸附层中的表面活性剂分子活性剂分子极稀溶液极稀溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液2.稀溶液稀溶液溶液中表面活性剂的缔合溶液中表面活性剂的缔合分子分子溶液中表面活性溶液中表面活性剂单分子剂单分子界面吸附层界面吸附层中的表面活性剂分子中的表面活性剂分子小缔合体小缔合体四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液3.较浓溶液较浓溶液 胶束胶束：溶液中表面活性剂：溶液中表面活性剂分子的结合体分子的结合体(规则的缔合体规则的缔合体)临界胶束浓度临界胶束浓度(cmc)：表：表面活性剂在溶液中开始明显
9、生面活性剂在溶液中开始明显生成胶束的浓度成胶束的浓度胶束胶束如何判断胶束的形成？如何判断胶束的形成？A.测表面张力：表面张力开始不测表面张力：表面张力开始不变的浓度。变的浓度。B.测电导率：电导率突变的浓度。测电导率：电导率突变的浓度。-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+球形胶束H2O(a)(b)棒状胶束(c)水棒状胶束的六角束(d)层状胶束 （e)13.5nm13.5nm类脂黑膜(g)H2OoilH2O醇油或O/W微乳液W/O微乳液(h)H2OH2O单室泡囊或(i)四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液4.浓溶液浓溶液增溶作用增溶作用四、表面活性剂的稀溶液和
10、浓溶液四、表面活性剂的稀溶液和浓溶液 空 气空 气空 气空 气水水水水极稀溶液极稀溶液稀溶液稀溶液开始形成开始形成胶团溶液胶团溶液大于大于CMC溶液溶液位置：位置：对应对应-c 曲线上转折处曲线上转折处CMC四、表面活性剂的作用1.起泡作用o定义：指表面活性剂使泡沫易于产生并在产生后有一定的稳定作用。这种活性剂称为起泡剂。o 作用机理：降低表面降低表面张力；形成牢固界面张力；形成牢固界面膜膜五、表面活性剂的作用五、表面活性剂的作用2.乳化作用乳化作用n定义：定义：指表面活性剂使乳状液易于产生并在指表面活性剂使乳状液易于产生并在产生后有一定的稳定作用。这种活性剂称为乳产生后有一定的稳定作用。这种
11、活性剂称为乳化剂。化剂。n作用机理作用机理油油油油油油水水水水油油水水水水o 定义：指表面活性剂使难溶的固体或液体的溶解度显著增加的作用。o 作用机理：增溶在胶束中3.增溶作用增溶作用3.增溶作用水增加水增加水水水水油油油增加油增加油油增溶作用增溶作用乳化作用乳化作用有相界面有相界面无相界面无相界面4.润湿反转作用n定义定义：表面活性剂使固体表面润湿性向：表面活性剂使固体表面润湿性向相反方向转化的作用。这种表面活性剂相反方向转化的作用。这种表面活性剂称为润湿反转剂或润湿剂。称为润湿反转剂或润湿剂。亲水亲水亲油亲油亲油亲油亲水亲水作用机理作用机理o 定义：表面活性剂使一种液体将其它物质从固体表面
12、上洗脱下来的作用。o 作用机理o 洗净作用是一种综合作用：润湿反转、乳化、增溶等。与被清洁的固体表面有充分的接触；降低被清洗固体与水及污垢与水的界面张力，使污物与固体的粘附功变小而使污物脱落；及时把除下的污物分散；在洁净固体表面形成保护膜而防止污物重新沉积。5.洗净作用洗净作用洗涤过程洗涤过程五、表面活性剂的结构与性能的关系 1、起泡剂 2、乳化剂 3、润湿剂 4、增溶剂1.起泡剂的分子结构易于起泡的分子结构：易于起泡的分子结构：降低表面张力能力强。亲水与亲油性要平衡，即相差不大。降低表面张力能力强。亲水与亲油性要平衡，即相差不大。对于特定的亲水基团，烃链长度要合适对于特定的亲水基团，烃链长度
13、要合适。具有稳泡作用的分子结构：具有稳泡作用的分子结构：起泡剂的吸附层要有足够的强度。起泡剂的吸附层要有足够的强度。非极性部分最好没有分支；非极性部分最好没有分支；非极性部分若有苯基，则最好在烃链的一端；苯环上的烃非极性部分若有苯基，则最好在烃链的一端；苯环上的烃基与亲水基团处于对位；基与亲水基团处于对位；有一个亲水基团有一个亲水基团CH22C2H5CHCHC2H5C2H5SO3NaCH3CH211SO3NaCH3CH25CH3SO3NaCHCH252.乳化剂的分子结构乳化剂的分子结构o 同起泡剂类似O/W乳状液乳状液：亲水性稍大于亲油性：亲水性稍大于亲油性 如亲水基如亲水基SO3Na、OSO
14、3Na、COONa、COOK、SO3K(CH2CH2O)n，n=3W/O乳状液乳状液：亲水性稍小于亲油性：亲水性稍小于亲油性如弱亲水基如弱亲水基OH、COOH、钙的羧酸盐（磺酸、钙的羧酸盐（磺酸盐、硫酸酯盐盐、硫酸酯盐(CH2CH2O)n，n=1，2C12H25OCH2CH2O2HC12H25OCH2CH2O5SO3NaC12H25SO3NaCH3CH210COONaC8H17OCH2CH2O3HC8H17CH2CH2O20HC17H35COONaC17H35COOC17H35COOCa3.润湿剂的分子结构润湿剂的分子结构(1)通过物理吸附作用通过物理吸附作用烃链长度合适，烃链长度合适，有良好
15、的亲水有良好的亲水亲油平衡亲油平衡易吸附，不易易吸附，不易形成胶束：最形成胶束：最好有极性或非好有极性或非极性分支。极性分支。CH22C2H5CHCHC2H5C2H5SO3Na(2)通过表面反应（砂岩）砂岩表面特点:A 表面是羟基化了的 SiSiOOOSiSiOOOSiSiOOOSiSiOOOOHOHOHOH水化作用水化作用砂岩的羟基化表面砂岩的羟基化表面砂岩表面特点B、表面带负电o 晶格取代o 羟基解离o 负离子的吸附 与羟基反应：烃基卤代硅烷(2)通过表面反应（砂岩）通过表面反应（砂岩）反应改变润湿性反应改变润湿性OHOH+C12H25SiCH3CH3Cl2OOSiCH3CH3SiCH3C
16、H3+ClH2C12H25C12H25与表面负电荷（负离子）发生静电作与表面负电荷（负离子）发生静电作用：阳离子表面活性剂用：阳离子表面活性剂(2)通过表面反应（砂岩）通过表面反应（砂岩）反应改变润湿性反应改变润湿性+C12H252N+NC12H25+NC12H25+4.增溶剂的分子增溶剂的分子结构结构 易于形成胶束的易于形成胶束的活性剂。活性剂。结构特点：结构特点：烃链没有分支；烃链没有分支；烃基上只有一烃基上只有一个亲水基；个亲水基；亲水基在烃链亲水基在烃链的一端。的一端。六、表面活性剂的HLB值1.HLB值的定义 用来衡量表面性剂的亲水亲油平衡关系的指标。HLB值，亲水性2.HLB值的实
17、验测定o（1）两个标准的确定n 油酸，HLB=1;n 油酸钠，HLB=20需经过需经过四步四步(2)不同不同HLB标准液的配置标准液的配置 混合表面活性剂混合表面活性剂 序号序号 w(油酸油酸)w(油酸钠油酸钠)混合表面活性剂的混合表面活性剂的 HLB 值值 1 0.6 0.4 10.6+180.4=7.8 2 0.4 0.6 10.4+180.6=11.2 3 0.3 0.7 10.3+180.7=12.9 4 0.2 0.8 10.2+180.8=14.6 5 0.1 0.9 10.1+180.9=16.3 具有加和性具有加和性(3)测定油乳化所需的HLB值 混混合合表表面面活活性性剂剂
18、序序号号 w(油油酸酸)w(油油酸酸钠钠)混混合合表表面面活活性性剂剂的的HLB 值值 1 0.6 0.4 10.6+180.4=7.8 2 0.4 0.6 10.4+180.6=11.2 3 0.3 0.7 10.3+180.7=12.9 4 0.2 0.8 10.2+180.8=14.6 5 0.1 0.9 10.1+180.9=16.3 将配好的混合表面活性剂乳化一种油，并把将配好的混合表面活性剂乳化一种油，并把乳化最稳定的混合表面活性剂的乳化最稳定的混合表面活性剂的HLB值称作这种值称作这种油乳化所需油乳化所需 的的HLB值值。制备煤油制备煤油的水包油的水包油乳状液乳状液一种油乳化所需
19、一种油乳化所需HLB值有两个数值有两个数据据o 例如：已知油酸钠的HLB为18，用未知HLB的活性剂与之复配来乳化煤油（O/W）,当两者比例为0.45:0.55时最稳定，得到：0.85.1255.045.055.01855.045.045.0HLBHLB（4）测定表面活性剂的）测定表面活性剂的HLB值值3.HLB的计算的计算(1)基数法（基团贡献法）基数法（基团贡献法）适用于一些阴离子表面活性剂适用于一些阴离子表面活性剂LHHLB7LHHLB7CH3(CH2)10CH2SO4Na例题o HLB=7+19.1-17 0.475=18.0o HLB=7+38.7-12 0.475=40.0C17H
20、33COONa(2)质量分数法 适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性剂。20亲油基质量亲水基质量亲水基质量HLB3.HLB的计算的计算例题o 亲水基质量=4666o 亲油基质量=2046o HLB=4666/(4666+2046)20=144.活性剂的活性剂的HLB值与应用的关系值与应用的关系HLB值1336718121513151518应用消泡剂W/O乳化剂O/W乳化剂、起泡剂润湿剂洗净剂增溶剂5.表面活性剂的选择两个标准：HLB值和分子结构 先按HLB值选择活性剂，然后按作用（功能）确定活性剂的分子结构。七、重要的表面活性剂1、了解了解合成方法；合成方法；2、掌握掌握表面活性剂的主要性能；表
21、面活性剂的主要性能；3、掌握掌握表面活性剂的主要特点。表面活性剂的主要特点。1烷基磺酸钠（AS）nC12C18的烷基磺酸钠有很好的水溶性，钙盐和镁盐的水溶性也很好。n相对分子质量超过380，烷基碳原子数超过20时，变成亲油的表面活性剂，可用于配制油包水乳状液。RSO3Na 烷基磺酸盐的合成烷基磺酸盐的合成 2.烷基苯磺酸钠(ABS)n 烷基苯磺酸钠的苯环约相当于烷烃中4个碳原子的作用。其性质与烷基磺酸盐大体相同。RSO3Na 烷基苯磺酸钠的合成烷基苯磺酸钠的合成3季铵盐型表面活性剂 n 季铵盐型表面活性剂可用于含酸、含碱或含钙、镁离子的水中 n 季铵盐型表面活性剂和阴离子型表面活性剂复配，高浓
22、度发生沉淀，低浓度常有显著的协同效应。C12H25NCH3 CH3ClCH3季铵盐型表面活性剂的合成季铵盐型表面活性剂的合成4聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型表面活性剂）n 由烷基醇和环氧乙烷反应生成：o 烷基的碳原子数通常为1020o 氧乙烯的聚合度为1100o 烷基中碳原子数越多，表面活性剂越亲油o 氧乙烯聚合度越大，表面活性剂越亲水RCH2CH2On HO聚氧乙烯烷基醇醚的合成聚氧乙烯烷基醇醚的合成非离子表面活性剂特点n 存在浊点，只能在浊点以下使用o 主要靠聚氧乙烯基（即醚链）与水形成氢键而溶于水的。由于温度升高，氢键减弱，所以聚氧乙烯烷基醇醚在水中的溶解度也是随着温度升高而下降的。o 通常
23、把某一质量分数的表面活性剂水溶液出现浑浊时的温度称为该质量分数下的浊点。n 特别适用于有钙、镁离子和矿化度高的地层OOOOOOOOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHHOHOOOOOOOOH有氢键有氢键29.3KJ/mol氢键破坏氢键破坏溶解性降低溶解性降低5.聚氧乙烯烷基苯酚醚（聚氧乙烯烷基苯酚醚（OP型表面活性剂）型表面活性剂）性能同平平加型表面活性剂类似n 碳原子数通常为812，而氧乙烯的聚合度为1100n 存在浊点，只能在浊点以下使用n 特别适用于有钙、镁离子和矿化度高的地层聚氧乙烯烷基苯酚醚的合成聚氧乙烯烷基苯酚醚的合成6斯盘型和吐温型表面活性剂斯盘型和吐温型表面活性剂o 斯
24、盘型n 由脂肪酸与山梨糖醇通过酯化反应生成 山梨糖醇及其失水过程山梨糖醇及其失水过程斯盘型表面活性剂斯盘型表面活性剂斯盘型表面活性剂的合斯盘型表面活性剂的合成成土温（Tween）型 是斯盘型表面活性剂的氧乙烯化n亲油基由氧丙烯(即环氧丙烷）聚合而成。n聚氧丙烯的相对分子质量超过1000就具有亲油的性质（每一个-C3H6O-约相当04个-CH2-的作用）n属于高分子表面活性剂。7.聚醚型表面活性剂聚醚型表面活性剂起始剂起始剂有两个亲水基团，水溶性好，耐盐能力强 很有发展前景的表面活性8非离子-阴离子型两性表面活性剂9含氟表面活性剂含氟表面活性剂o含氟表面活性剂是指碳链中的氢原子为氟原子取代的表面
25、活性剂。（l）表面活性高n它的水溶液的表面张力可低至 20 mNm-1（有些甚至可低至12mNm-1。（2）化学性质稳定n耐温、耐酸、耐碱、耐氧化剂。o 含氟表面活性剂主要与一般表面活性剂复配使用（价格高）n破乳n缓蚀n防止油品蒸发 第二节高分子一、高分子的特点1.高分子的定义 指相对分子质量从几千到几百万(甚至几千万)的化合物。通常是由一种或几种低分子聚合而成，又称为聚合物或高聚物。2.高分子与低分子的区别 (1)高分子的分子间力比低分子大 n 色散力随相对分子质量的增大而增大 n 色散力常常超过定向力、诱导力而起主要作用一、高分子的特点(2)高分子的构象多 o 构象：n 同种分子在运动中的
26、各种形象n 分子中的原子在保持键角不变的情况下绕单键进行内旋转而产生的一、高分子的特点o 高分子构象多n 构成高分子的原子多n 高分子蜷曲程度不同一、高分子的特点(3)高分子具有多分散性o 高分子是一种大小不同的同系分子的混合物，称为多分散性 高分子化合物在形成过程中，由于反应条件的变化，反应几率的不同，所生成的高分子相对分子质量就不会完全相同，即使是一种纯粹的高分子，也是由组成相同而大小不同的分子所组成同系物的混合物。高分子相对分子质量的这种不均一性称为高分子的多分散性。（1）高分子是由低分子聚合而成的，组成高分子的低分子称为单体。（2）高分子是由许多重复单元通过共价键连接而成，重复单元称为
27、链节。（3）重复单元的数目，称为链节数。（4）链节中元素相对原子质量的总和叫做链节相对分子质量。二、高分子的相对分子质量举例说明：（1）用丙烯腈合成聚丙烯腈n H2C=CHCN引发剂CH2CHCH2CHCH2CHCNCNCN简写为 CH2CH nCN单 体：H2C=CHCN聚合度：P=n链节：CH2CH CN链节数：n（2）用己二胺和己二酸合成尼龙-66nNH2(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOHH NH(CH2)6 NHCO(CH2)4CO nOH+(2n-1)H2O单 体：NH2(CH2)6NH2、HOOC(CH2)4COOH聚合度：P=2n链节数：n链节：NH(CH2)6
28、NHCO(CH2)4CO 通过高分子的相对分子质量和链节的相对分子质量可求得链节数：链节数=高分子的相对分子质量链节的相对分子质量1.数均相对分子质量Mr n 用端基分析、冰点降低、沸点升高、渗透压、蒸气压降低等方法测得的相对分子质量是数均相对分子质量。Mri分子i的相对分子质量；Ni相对分子质量为Mri 的分子的总数目；xi相对分子质量为Mri 的分子的分子分数；有一种高分子，有相对分子质量105的分子1000个和相对分子质量106的分子500个混合而成。5651000.4500100010500101000rnM2.重均相对分子质量Mrwo 用光散射法测得的相对分子质量是重均相对分子质量M
29、ri分子i的相对分子质量；Ni相对分子质量为Mri 的分子的总数目；mi相对分子质量为Mri 的分子的总质量wi相对分子质量为Mri 的分子的质量分数；有一种高分子，有相对分子质量105的分子1000个和相对分子质量106的分子500个混合而成。5652625105.810500101000)10(500)10(1000rwM3.Z均相对分子质量Mrz 用超速离心法测得的相对分子质量为Z均相对分子质量 有一种高分子，有相对分子质量105的分子1000个和相对分子质量106的分子500个混合而成。5262536351082.9)10(500)10(1000)10(500)10(1000rzM4.
30、粘均相对分子质量Mrv 用粘度法测得的相对分子质量是粘均相对分子质量 有一种高分子，有相对分子质量105的分子1000个和相对分子质量106的分子500个混合而成。（a=0.6）56.01656.166.151003.8)10(500)10(1000)10(500)10(1000(rvM 5.几种相对分子质量的关系5651000.4500100010500101000rnM5652625105.810500101000)10(500)10(1000rwM5262536351082.9)10(500)10(1000)10(500)10(1000rzM56.01656.166.151003.8)1
31、0(500)10(1000)10(500)10(1000(rvM 5.几种相对分子质量的关系o Mrn Mrw Mrz v Mrn=Mrw=Mr 说明高分子是均一的。v MrwMrn或MrzMrn越大，分子量分布越分散o 当a=1时，Mrv=Mrwo 当0al时，MrnMrvMrw三、聚合反应o由低分子生成高分子的反应叫聚合反应；o聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。1加聚反应加聚反应o 定义：加聚反应是由许多相同或不相同的低分子化合为高分子，但无任何新的低分子产生的过程。o 产物：由加聚反应得到的产物叫加聚物。o 分类：加聚物分为均加聚物和共加聚物。2缩聚反应缩聚反应o 定义：由许多相同或不相同
32、的低分子化合为高分子,但同时有新的低分子（例如水、氨或氯化氢）产生的过程。o 产物：由缩聚反应得到的产物叫缩聚物。o 分类：缩聚物分为均缩聚物和共缩聚物。四、高分子的结构四、高分子的结构1.高分子结构分类(1)直链线型结构o由高分子链节连成长链的高分子。o由于长链高分子中原子的内旋转，直链线型高分子除采取伸直的构象外，主要采取蜷曲的构象。(2)支链线型结构o由链节连成长链高分子外，在长链的周围还有相当数量的侧链，有时侧链上还有分支。o连成长链的部分叫主链，而连在主链周围的侧链叫支链。(3)交联体型结构o当高分子的链与链间用交联链把它们连接起来，就形成交联体型结构。2.不同结构高分子产生的原因o
33、官能度：指合成高分子的单体中能生成新键的活性点数目。o 合成高分子的单体的官能度2.o 若合成高分子单体的官能度=2，又不发生任何副反应，形成直链线型高分子。o 若聚合反应中存在有官能度2的单体，根据反应物的比例和聚合程度，产物可以是直链线型、支链线型或交联体型的高分子。五、高分子的分类 1按高分子结构分类n 线型高分子o直链线型高分子o支链线型高分子。n 体型高分子 2按高分子性质分类n按溶解性分o 水溶性高分子o 油溶性高分子o 油水都不溶的高分子n按对热的性质分o 热塑性（即加热后可以流动，冷后固化，并可反复进 行）高分子o 热固性（即加热固化后，再加热也不熔化）高分子。3按高分子的来源
34、分类n 生化高分子n 天然高分子n 合成高分子六、高分子的命名1.生化高分子的命名 主要按来源命名。由黄单胞杆菌属（Xanthomonas）细菌发酵而来的胶叫黄胞胶（xanthan Gum）。2 天然高分子的命名 天然高分子也主要按来源命名。从海洋低等植物褐藻来的胶叫褐藻胶；从豆科植物田箐种子胚乳来的胶叫田青胶等。3 合成高分子的命名合成高分子常按合成的基本反应和原料命名。（l）均加聚物 在合成单体的前面加一“聚”字 聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧乙烯、聚丙烯酸胺（2）共加聚物 在合成单体后面加“共聚物”等字 乙烯与苯乙烯共聚物、丙烯酸与二乙烯苯共聚物、辛基苯乙烯与苯乙烯磺酸钠共聚物（3）均缩聚物 在
35、合成单体前面加一“聚”字 聚乙二醇。（4）共缩聚物在合成单体后面加“树脂”两字 如酚醛树脂、脲醛树脂等。对共缩聚物，也可不叫“树脂”，而直接在单体后面加“缩聚物”等字。如酚醛树脂可叫苯酚与甲醛的缩聚物，脲醛树脂可叫尿素与甲醛的缩聚物七、重要的高分子1 聚乙烯聚乙烯2 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺3 酚醛树脂酚醛树脂4 环氧树脂环氧树脂5 纤维素纤维素6 黄胞胶黄胞胶1聚乙烯(1)合成n聚乙烯是由乙烯聚合制得。n分为低压聚乙烯和高压聚乙烯。在120200MPa、170200及氧催化下，乙烯聚合产生如下高压聚乙烯。(2)支链度的定义1000个碳原子上的甲基个数。(3)聚乙烯的性质高压聚乙烯低压聚乙烯白色固
36、体硬度、密度、熔点低不溶于水60以上溶于苯等耐酸、碱不耐氧化剂白色固体硬度、密度、熔点高不溶于水60以上溶于苯等耐酸、碱不耐氧化剂 2聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺的性质：o 聚丙烯酰胺对热比较稳定o 固体在220230软化o 水溶液在93以后明显地发生降解反应o 聚丙烯酰胺不溶于汽油、煤油、柴油、苯、甲苯和二甲苯，溶于水。聚丙烯酰胺的反应聚丙烯酰胺的反应v与碱反应oPAM部分水解，叫部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），oHPAM有更好的增粘能力 聚丙烯酰胺的反应聚丙烯酰胺的反应v 亚胺化反应o 在强酸性下进行（pH2.5）o 结果使溶解度降低。n分子内亚胺化n分子间亚胺化v 与醛反应n 聚丙烯酰
37、胺可与甲醛作用生成羟甲基化聚丙烯酰胺（注意pH值条件）聚丙烯酰胺的反应聚丙烯酰胺的反应n羟甲基化聚丙烯酰胺与胺的盐酸盐作用，可羟甲基化聚丙烯酰胺与胺的盐酸盐作用，可得得阳离子型聚丙烯酰胺阳离子型聚丙烯酰胺 聚丙烯酰胺的反应v降解反应（降解）高分子在物理因素或化学因素作用下发生的相对分子质量降低的反应。n光、热和机械作用下的降解 n氧化剂作用下的降解，可用除氧剂减少氧化降解聚丙烯酰胺的反应v交联反应（交联）线型高分子通过分子间化学键的形成而产生体型高分子的过程。nHPAM交联剂：能使线型高分子产生交联的物质o 醛类：甲醛、乙醛、乙二醛o 高价金属离子：Zr4+、Ti4+、Cr3+、Al3+甲醛对
38、甲醛对HPAM的交联的交联1.络合2.水解3.羟桥作用4.进一步水解和羟桥作用高价金属离子高价金属离子对对HPAM的交联的交联多核羟桥络离子多核羟桥络离子对对HPAM的交联的交联 铬（钛、锆）冻胶o用Cr3+组成的多核羟桥络离子交联溶液中带-COO-的聚合物（如HPAM）生成。oCr3+可来自nKCr（SO4）2、CrCl3、Cr（NO3）2、Cr（CH3COO）3，n也由Cr6+（如K2Cr2O7、Na2Cr2O7）用还原剂（如Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3）还原得到。3聚氨基甲酸酯o 聚氨基甲酸酯：由多羟基化合物与多异氰酸酯聚合而成。o 常用作防蜡涂料和保温的泡沫塑料。4酚醛树
39、脂由苯酚与甲醛通过缩聚反应生成（1）热固性酚醛树脂 v 合成条件o 碱性催化剂（例如氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钡）o 苯酚和甲醛的摩尔比小于1v 物理性质o 易溶于丙酮、乙醇或乙酸乙酯，微溶于水，不溶于汽油、煤油、柴油、苯、甲苯、二甲苯等非极性溶剂。v固化反应o 热固性酚醛树脂加热后，可变成不溶不熔的交联体型的酚醛树脂 。o 热固反应可在催化剂作用下加速进行。例如用酸性催化剂（如盐酸、草酸或可产生酸的盐如氯化亚锡、氯化铵等）v改性反应(与环氧乙烷反应)在酚醛树脂中引入亲水的聚氧乙烯基，产物的水溶性可以大大提高，由于它的支链结构，对水有很好的增粘作用。（2）热塑性酚醛树脂v 合成n酸性催化剂（例
40、如盐酸、草酸）n苯酚对甲醛的摩尔比大于1v 性质o 固化n需外加交联剂（HCHO、N4(CH2)6）o 亲水性改性5脲醛树脂o 由尿素与甲醛通过缩聚反应生成。o 热固性脲醛树脂：n合成o 碱性催化剂o 尿素对甲醛的摩尔比小于1n性质o 热固性o 易溶于乙醇、丙酮，微溶于水，但不溶于非极性溶剂 o 亲水性改性o 可使用酸性催化剂（例如盐酸、草酸）加速热固反应6环氧树脂 o 凡含环氧基的树脂都叫环氧树脂 o 由环氧氯丙烷与二酚基丙烷（也叫双酚A），在氢氧化钠催化下制得o 添加剂增韧剂：如邻苯二甲酸二丁酯稀释剂：如丙酮、乙醇）；填充剂：如铁粉、铝粉、氧化铝、云母粉、玻璃粉等）7、聚糖 o 聚糖可由单
41、糖缩聚而成o 单糖指符合通式Cn(H2O)n一类最简单的碳水化合物。n糖的糖的、结构结构n邻位顺式羟基邻位顺式羟基 纤维素 纤维素（续）1、水解反应2、降解反应n 在氧化剂（例如氧、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸铵）作用下，在氧化碳原子位置产生醛基、酮基或羧基n 在光、热或剧烈的机械作用下，纤维素的氧化降解反应将大大加快纤维素的交联反应o 甲醛、草酸等一些有两个官能度的化合物可做交联剂。纤维素的衍生物（1）钠羧甲基纤维素（CMC）n钠羧甲基纤维素是以纤维素为原料，通过羧甲化反应制得。n白色絮状固体，易溶于水n有较好的增粘能力o-COONa在水中解离，使高分子的链节带上负电而互相排斥从而使高分子的蜷
42、曲程度减小，n降解（水解降解、氧化降解）反应n交联反应：通过-COONa与高价金属离子反应CMC制备CMC制备CMC用二价金属离子的交联（2）纤维素硫酸酯钠盐n 以纤维素为原料，通过硫酸酯钠盐反应制备n 比钠羧甲基纤维素有更好的耐高价金属离子的能力 8生化高分子 o黄胞胶（Xanthan Gum）：n将黄单胞杆菌属（Xanthomonas）的细菌接种于发酵液中，发酵制得n增粘能力好，粘温性能好，耐盐，耐剪切 n可为高价金属（如铬）的多核羟桥络离子交联。黄胞胶的使用有两个问题：（1）降解n主要是氧化降解（由溶解氧引起），热降解（超过80即易发生）和生物降解（由细菌引起）。n为解决降解问题，可使用相应的添加剂如除氧剂，热稳定剂和杀菌剂等。（2）微胶和堵塞物的存在n微胶是相对分子质量大、溶解度低的聚合物，堵塞物主要来自菌体。n悬浮在黄胞胶的水溶液中，并在通过油层渗滤面时形成滤饼，引起堵塞。n为解决这个问题，已提出许多方法，如超微过滤法、粘土絮凝法、酶澄清法和化学分解法等。
