精细高分子化学品的设计与生产转化.ppt

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精细高分子材料结构设计策略
明确任务:材料的功能(设计)要求
分解范畴:原理论证与阐述;科学原理的归属
确定工艺:化学和/或者物理方法
实施方案:功能基与高分子骨架结合
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精细高分子的制备技术
设计能满足一定需要的特殊性能或功能高分子材料是现代高分子化学研究的主要目标
精细高分子与通用高分子本质差异:分子上特殊结构的官能团
具有预期性质与功能的高分子材料的制备成功与否,在很大程度上取决于制定的设计方法和制备路线
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三种制备类型
功能性小分子材料的高分子化
已有高分子材料的功能化
多功能材料的复合以及已有功能高分子材料的功能扩展
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物理法
功能性小分子与高分子材料共混、包埋
a)在聚合反应之前,向单体溶液中加入小分子功能化合物;
b)以微胶囊的形式将功能性小分子包埋在高分子材料中
实例:磁性材料、自清洁材料等
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物理法的特点
优点
可以利用廉价、商品化聚合物;
可以利用成熟的高分子材料加工技术
通过对高分子材料的选择,使得到的功能高分子材料机械性能比较有保障
缺点
功能的稳定性或许会受到影响
广泛借鉴了高分子材料/高分子复合材料制备技术和经验
工艺
设备
原理
人才
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化学法
化学反应(改性)的方法使高分子材料具有功能
功能性单体的聚合
通用高分子的功能化化学反应
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化学法的特点
优点
可以使生成的功能高分子结构可控、功能基分布均匀;
聚合物结构可以通过聚合机理预先设计;
产品的稳定性较好
缺点
在功能性小分子中需要引入可聚合基团,而这种引入常常需要复杂的合成反应;
当需要引入的功能基稳定性不好时,需要加以保护
要求在反应中不破坏原有结构和功能;
有时引入功能基后对单体聚合的活性会有影响
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(1)单体聚合
由小分子原料开始生产精细高分子产品
所有高分子化学课程中所讨论到的原料、原理及技术都可以使用
以带官能团单体聚合为主
以共聚产物为主
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典型的聚合实施方法
乳液、溶液聚合
间歇式工艺
多种单体共聚
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