1、1.1 1.1 水溶性高分子的种类水溶性高分子的种类1.2 1.2 水溶性高分子的性能水溶性高分子的性能1.3 1.3 水溶性高分子的发展趋势水溶性高分子的发展趋势1 1、影响水溶性高分子的溶解性的因素、影响水溶性高分子的溶解性的因素2 2、提高水溶性高分子的溶解性的方法、提高水溶性高分子的溶解性的方法3 3、水溶性高分子流变学特性、水溶性高分子流变学特性4 4、水溶性高分子各种分子量的测量方法、水溶性高分子各种分子量的测量方法5 5、水溶性高分子的分散性能及絮凝作用、水溶性高分子的分散性能及絮凝作用6 6、水溶性高分子的发展前景、水溶性高分子的发展前景掌握掌握理解理解熟悉熟悉理解理解熟悉熟悉
2、一、水溶性高分子的结构特点一、水溶性高分子的结构特点二、水溶性高分子的分类方法二、水溶性高分子的分类方法三、天然类水溶性高分子三、天然类水溶性高分子五、合成类水溶性高分子五、合成类水溶性高分子四、半合成类水溶性高分子四、半合成类水溶性高分子高分子高分子种类种类结构特点结构特点性能及应用性能及应用？水溶性高分子水溶性高分子在水中能在水中能溶解溶解或或溶胀溶胀而形成溶液或均匀分散而形成溶液或均匀分散体系的一种体系的一种亲水性亲水性的高分子化合物；又称为的高分子化合物；又称为“水溶性聚合物水溶性聚合物”。CH2CRCONHCH2N(CH3)2CH2CRCONH2CH2CRCOOHCH2CRCONH2
3、聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺OOHOOHOCH2OHOHOOHOCH2OHOHOOHCOOH改性淀粉改性淀粉CH2OHOHOOn NH2壳聚糖壳聚糖果胶果胶 统观所有的水溶性高分子，可以发现它们存在着一个共同统观所有的水溶性高分子，可以发现它们存在着一个共同的结构特点：分子中均含有的结构特点：分子中均含有亲水性基团亲水性基团。改性纤维素改性纤维素OOHOOHOCH2OHOHOOHOCH2OHOHOOHCH2OH淀粉淀粉据聚合条件，可控制分子量从几百到几千万。据聚合条件，可控制分子量从几百到几千万。控制聚合条件，合成一定数目和强度的亲水基。控制聚合条件，合成一定数目和强度的亲水基。分子量可控性分子量可控
4、性亲水基可控性亲水基可控性活性基再反应性活性基再反应性据生产的需要，可再反应，生成新的官能团。据生产的需要，可再反应，生成新的官能团。水溶性高分子水溶性高分子天然类天然类半合成类半合成类合成类合成类淀粉类淀粉类植物胶植物胶动物胶动物胶海藻胶海藻胶改性淀粉类改性淀粉类改性纤维素改性纤维素缩合类缩合类聚合类聚合类其他半合成类其他半合成类低分子量低分子量高分子量高分子量超高分子量超高分子量驱油剂驱油剂聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺改性淀粉改性淀粉瓜瓜 胶胶絮凝剂絮凝剂聚丙烯酸聚丙烯酸改性纤维素改性纤维素壳聚糖壳聚糖动植物动植物物理方法物理方法物理化学物理化学天然类水溶性高分子天然类水溶性高分子淀粉类：淀粉类：
5、小麦、土豆、玉米、甘薯及米粉等小麦、土豆、玉米、甘薯及米粉等 海藻类海藻类：藻蛋白酸钠、琼胶等藻蛋白酸钠、琼胶等 植物胶植物胶：阿拉伯胶、黄耆胶、槐豆胶、大豆胶等阿拉伯胶、黄耆胶、槐豆胶、大豆胶等 动物胶动物胶：骨胶、明胶、干酪素、甲壳质（壳聚糖）等骨胶、明胶、干酪素、甲壳质（壳聚糖）等 微生物：微生物：胍胶、黄原胶等胍胶、黄原胶等 天然的水溶性高分子主要应用于天然的水溶性高分子主要应用于食品工业食品工业和和医药工医药工业业中。如从海洋植物中提取出来的琼胶，广泛应用于糕中。如从海洋植物中提取出来的琼胶，广泛应用于糕点、罐头食品、糖果；从金合欢树中提取出来的阿拉伯点、罐头食品、糖果；从金合欢树中
6、提取出来的阿拉伯胶广泛应用于食品工业中，作为胶广泛应用于食品工业中，作为食品的乳化稳定剂食品的乳化稳定剂、增增稠剂、粘合剂稠剂、粘合剂等，如等，如可乐型碳酸饮料可乐型碳酸饮料（乳化稳定剂）、（乳化稳定剂）、粉状果汁粉状果汁（增稠剂）、（增稠剂）、棉花糖棉花糖（粘合剂）等。（粘合剂）等。天然化合物天然化合物化学改性化学改性一定条件一定条件半合成类水溶性高分子半合成类水溶性高分子改性淀粉改性淀粉改型纤维素改型纤维素取代改性取代改性酯化改性酯化改性接枝改性接枝改性烷基化改性烷基化改性羧基化改性羧基化改性羟基化改性羟基化改性 改性淀粉中的改性淀粉中的氧化淀粉氧化淀粉不仅可以作为纺织工业的不仅可以作为纺
7、织工业的上浆上浆剂剂、食品工业的、食品工业的添加剂添加剂（如软糖的稳定剂），还可以用（如软糖的稳定剂），还可以用于纸板、墙板、隔音板等建筑材料的于纸板、墙板、隔音板等建筑材料的粘合剂粘合剂。改性纤维素拓宽了纤维素的应用领域广泛应用于洗改性纤维素拓宽了纤维素的应用领域广泛应用于洗涤工业、纺织印染工业、食品工业、石油开采工业等领涤工业、纺织印染工业、食品工业、石油开采工业等领域。域。聚合类聚合类聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酸聚丙烯酸聚乙二醇聚乙二醇聚氧化乙烯聚氧化乙烯聚马来酸酐聚马来酸酐缩合类缩合类聚胺树脂聚胺树脂氨基树脂氨基树脂酚醛树脂酚醛树脂环氧树脂环氧树脂聚氨酯树脂聚氨酯树脂 合成水溶性高分子
8、仅有几十年的历史，但其发展很合成水溶性高分子仅有几十年的历史，但其发展很快，其品种和数量已经远远快，其品种和数量已经远远超过超过了天然和半合成水溶性了天然和半合成水溶性高分子。高分子。聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺1893成功成功国外国外国内国内1954工业化工业化60年代试产年代试产70年代大规年代大规高效性高效性100千克颜料的黏合剂：千克颜料的黏合剂：13kg动物胶；动物胶；7kg聚乙烯醇聚乙烯醇多样化多样化 品种和规模品种和规模性能和用途性能和用途 生物耗氧量低生物耗氧量低BOD变通性大变通性大价格和质量价格和质量 1 1、水溶性高分子的定义、水溶性高分子的定义2 2、水溶性高分子的结构特点、水
9、溶性高分子的结构特点3 3、水溶性高分子特殊性质、水溶性高分子特殊性质4 4、天然水溶性高分子的种类、天然水溶性高分子的种类5 5、合成水溶性高分子发展快的原因、合成水溶性高分子发展快的原因一、水溶性高分子的溶解性一、水溶性高分子的溶解性二、水溶性高分子的流变特性二、水溶性高分子的流变特性三、水溶性高分子的分子量三、水溶性高分子的分子量四、水溶性高分子的应用性能四、水溶性高分子的应用性能分子结构分子结构线形、支链及体型高分子线形、支链及体型高分子原因？原因？结晶度结晶度淀粉与纤维素淀粉与纤维素？外界因素外界因素温度、搅拌速度及压力等温度、搅拌速度及压力等分子量分子量M好？好？好？好？引入亲水基
10、引入亲水基化学反应化学反应COOH、OH、CONH等等降低结晶度降低结晶度聚合过程聚合过程引入歧化点引入歧化点链终止剂链终止剂引入反电解质引入反电解质斥力作用斥力作用防止分子链发生卷曲防止分子链发生卷曲极低或极高剪切速率极低或极高剪切速率 三采驱油液三采驱油液触变体与流凝体触变体与流凝体nk0n1 n1 假塑体假塑体胀流体胀流体涂料涂料聚丙烯酸聚丙烯酸2000-5000几百万几百万-几千万几千万几万几万-几十万几十万阻垢分散剂阻垢分散剂增稠剂增稠剂絮凝剂絮凝剂数均分子量数均分子量iiinNNWM冰点降低法冰点降低法沸点升高法沸点升高法端基滴定法端基滴定法渗透压渗透压重均分子量重均分子量光散射法
11、光散射法iiiwWMWM粘均分子量粘均分子量粘度法粘度法Z Z均分子量均分子量凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法iiiizNMNMM23四者关系：四者关系：nwzMMMM1iiMWM例子例子钻井液泥浆钻井液泥浆聚丙烯酸聚丙烯酸 悬浮剂悬浮剂 防止卡钻防止卡钻工业废水工业废水聚丙烯酸聚丙烯酸 分散剂分散剂 防止沉积防止沉积分散作用分散作用工业废水工业废水工业废水工业废水表面活性表面活性 保护胶体保护胶体降低表面张力，润湿，吸附降低表面张力，润湿，吸附通过亲水性形成胶体通过亲水性形成胶体锅炉、冷却、油漆等锅炉、冷却、油漆等絮凝作用絮凝作用物理作用物理作用 化学作用化学作用吸附吸附 聚结聚结 沉降沉降活泼
12、基团活泼基团化学键化学键改变表面基团改变表面基团无机絮凝剂无机絮凝剂有机絮凝剂有机絮凝剂硫酸铝、聚合铝、明矾、硫酸亚铁等硫酸铝、聚合铝、明矾、硫酸亚铁等木质素、甲壳质、改性淀粉、木质素、甲壳质、改性淀粉、PAM等等增稠方式增稠方式自身粘度增加自身粘度增加 与化合物作用与化合物作用增加水体粘度增加水体粘度聚丙烯酰胺用作调剖堵水剂聚丙烯酰胺用作调剖堵水剂一、国内外的生产现状一、国内外的生产现状二、水溶性高分子的应用现状二、水溶性高分子的应用现状三、水溶性高分子的发展前景三、水溶性高分子的发展前景49.44%34.57%5.99%10.05%天然水溶性高分子天然水溶性高分子的生产和应用具有很悠久的历
13、史，的生产和应用具有很悠久的历史，如淀粉、阿拉伯胶、骨胶等。如淀粉、阿拉伯胶、骨胶等。半合成水溶性高分子半合成水溶性高分子只有只有五六十年的历史，如淀粉衍生物、纤维素衍生物等。五六十年的历史，如淀粉衍生物、纤维素衍生物等。合合成水溶性高分子成水溶性高分子的发展较晚，年产量近的发展较晚，年产量近3030万吨。万吨。聚丙烯酰胺、高吸水性树脂、淀粉衍生物等聚丙烯酰胺、高吸水性树脂、淀粉衍生物等 水溶性高分子由于其分子中含有大量离子性或非离水溶性高分子由于其分子中含有大量离子性或非离子性亲水基团，如羧基、羟基、胺基、醚基等，从而具子性亲水基团，如羧基、羟基、胺基、醚基等，从而具有许多优异的物理化学性质
14、，如有许多优异的物理化学性质，如粘合性、成膜性、润滑粘合性、成膜性、润滑性、成胶性、鳌合性、分散性、减阻性、增稠性性、成胶性、鳌合性、分散性、减阻性、增稠性等，在等，在采油、水基涂料、医药、造纸、环保，食品与纺织工业采油、水基涂料、医药、造纸、环保，食品与纺织工业等领域都得到了广泛应用。等领域都得到了广泛应用。聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺作为驱油剂提高原油采收率；作为驱油剂提高原油采收率；聚乙二醇聚乙二醇作为粘结剂改善片状药的形状；作为粘结剂改善片状药的形状；交联淀粉交联淀粉作为润滑剂改作为润滑剂改善医用手套的柔和性等。善医用手套的柔和性等。合成类水溶性高分子合成类水溶性高分子半合成类水溶性高分子半合
15、成类水溶性高分子天然水溶性高分子天然水溶性高分子低毒性水溶性高分子低毒性水溶性高分子无毒性水溶性高分子无毒性水溶性高分子低分子量水溶性高分子低分子量水溶性高分子超高分子量水溶性高分子超高分子量水溶性高分子1 1、影响水溶性高分子的溶解性、影响水溶性高分子的溶解性2 2、水溶性高分子的特殊结构、水溶性高分子的特殊结构3 3、水溶性高分子的特殊性质、水溶性高分子的特殊性质4 4、按照发展史进行分类的种类、按照发展史进行分类的种类5 5、天然和半合成类水溶性高分子的种类、天然和半合成类水溶性高分子的种类6 6、合成类水溶性高分子发展快的原因、合成类水溶性高分子发展快的原因理解理解掌握掌握理解理解掌握掌握纤维素的结构为纤维素的结构为-1-1，4 4构型，没有歧化点，结构对称，构型，没有歧化点，结构对称，结晶度高。结晶度高。淀粉存在歧化点，结构不对称，结晶度较低，故溶解性淀粉存在歧化点，结构不对称，结晶度较低，故溶解性较好较好。
