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1、关于表面活性剂和高分子关于表面活性剂和高分子PPT第1页，此课件共161页哦第一节第一节 表面活性剂表面活性剂第2页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）一、什么是表面活性剂一、什么是表面活性剂1.定义：定义：少量存在就能大大降低表面张力的物质。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)基团第3页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第4页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第5页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）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第6页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第7页，此课
2、件共161页哦 中国石油大学（华东）第8页，此课件共161页哦二、表面活性剂的分类二、表面活性剂的分类(一一)按电学性质分按电学性质分(二)按分子量分第9页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂n(一)按电学性质分第10页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第11页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）Ionic Surfactants Anionic SurfactantsCarboxylatesAlkyl benzene SulphonatesSoapsLABSFAS第12页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第13页
3、，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第二类第二类 阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂第14页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第15页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第16页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第三类第三类 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂第17页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第18页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第19页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）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20页，此课件共1
4、61页哦 中国石油大学（华东）(二二)按分子量大小分类按分子量大小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。第21页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1.阴离子表面活性剂的命名十八酸钠第22页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2 阳离子表面活性剂的命名阳离子表面活性剂的命名第23页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3 非离子表面活性剂的命名非离子表面活性剂的命名第24页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第25页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）按高分子命名按高分子命名 按习惯商品名称命名按习惯商品名称命名5.
5、高分子型表面活性剂的命名高分子型表面活性剂的命名第26页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）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活性剂分子界面吸附层中的表面活性剂分子第27页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.稀溶液稀溶液溶液中表面活性剂的缔合分子溶液中表面活性剂的缔合分子溶液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活性剂分子界面吸附层中的表面活性剂分子第28页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3.较浓溶液较浓溶液胶束：溶液中表面活性剂分子的结合体
6、胶束：溶液中表面活性剂分子的结合体临界胶束浓度临界胶束浓度(cmc)：表面活性剂在溶液中开始明显生成胶表面活性剂在溶液中开始明显生成胶束的浓度束的浓度第29页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）胶束（溶液中表面活性剂的结合体）胶束（溶液中表面活性剂的结合体）溶液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活性剂分子界面吸附层中的表面活性剂分子第30页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）Important Property MicelleSmall Micelle Extremely Dil.SolnDil.SolnSoln at CMCSoln above CMC第3
7、1页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第32页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4.浓溶液浓溶液胶束（溶液中表面活性剂的结合体）胶束（溶液中表面活性剂的结合体）溶液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活性剂分子界面吸附层中的表面活性剂分子第33页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）Structures of Micelles第34页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第35页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）五、表面活性剂的作用五、表面活性剂的作用1.起泡作用：起泡作用：指表面活性剂使泡沫易于产生并指表面活性剂使泡沫易于产生并在产生后有
8、一定的稳定作用。在产生后有一定的稳定作用。起泡剂：起泡剂：具有起泡作用的表面活性剂具有起泡作用的表面活性剂第36页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.乳化作用：乳化作用：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。产生后有一定的稳定作用。乳化剂：乳化剂：具有乳化作用的表面活性剂。具有乳化作用的表面活性剂。第37页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3.增溶作用：增溶作用：指表面活性剂使难溶的固体或液体的溶解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。度显著增加的作用。溶解、增溶和乳化的区别溶解、增溶和乳化的区别增溶剂：增溶剂
9、：具有增溶作用的表面活性剂。具有增溶作用的表面活性剂。第38页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4.润湿反转作用：润湿反转作用：润湿反转剂或润湿剂：润湿反转剂或润湿剂：具有润湿反转作用具有润湿反转作用 的表面活性剂。的表面活性剂。表面活性剂使固体表面润湿性表面活性剂使固体表面润湿性向相反方向转化的作用。向相反方向转化的作用。第39页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）洗净剂：洗净剂：具有洗净作用的表面活性剂具有洗净作用的表面活性剂 5.洗净作用：洗净作用：表面活性剂使一种液体将其它物质从表面活性剂使一种液体将其它物质从固体表面上洗脱下来的作用。固体表面上洗脱下来的作用。作用机理：
10、作用机理：洗净作用是一种综合作用：润湿反转、洗净作用是一种综合作用：润湿反转、乳化、增溶等。乳化、增溶等。第40页，此课件共161页哦六、表面活性剂的结构与性能关系六、表面活性剂的结构与性能关系第41页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1.起泡剂的分子结构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：降低表面张力的能力强。亲水与亲油性要平衡，即相降低表面张力的能力强。亲水与亲油性要平衡，即相差不大。对于特定的亲水基团，烃链长度要合适差不大。对于特定的亲水基团，烃链长度要合适。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
11、强度。v非极性部分最好没有分支；非极性部分最好没有分支；v非极性部分若有苯环，则最好在烃链的一端；苯环上的非极性部分若有苯环，则最好在烃链的一端；苯环上的烃基与亲水基团处于对位；烃基与亲水基团处于对位；v有一个亲水基团有一个亲水基团第42页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.乳化剂的分子结构乳化剂的分子结构n同起泡剂类似同起泡剂类似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 -SO3Na、-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 -OH、-COOH、钙的羧酸盐（磺酸盐、硫酸酯盐、钙的羧酸
12、盐（磺酸盐、硫酸酯盐 CH2CH2O n，n=1，2第43页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3.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v烃链长度合适，有良好的亲水亲油平衡烃链长度合适，有良好的亲水亲油平衡v最好有极性或非极性分支，易吸附，不易形最好有极性或非极性分支，易吸附，不易形成胶束。成胶束。第44页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(2)通过表面反应（砂岩）通过表面反应（砂岩）砂岩表面特点砂岩表面特点:A 表面是羟基化了的表面是羟基化了的第45页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）B 表面带负电：表面带负电：n晶格取代晶格取代n羟基
13、解离羟基解离n吸附吸附v与羟基反应：烃基卤代硅烷第46页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）v与表面负电荷（负离子）发生静电作用：与表面负电荷（负离子）发生静电作用：阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂第47页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4.增溶剂的分子结构：增溶剂的分子结构：易于形成胶束的活性剂。易于形成胶束的活性剂。结构特点：结构特点：n 烃链上没有分支；烃链上没有分支；n 烃基上只有一个亲水基；烃基上只有一个亲水基；n 亲水基在烃链的一端。亲水基在烃链的一端。第48页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第49页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1、HLB值值
14、（亲水亲油平衡值）亲水亲油平衡值）用来衡量表面活性剂的亲水亲油平衡关用来衡量表面活性剂的亲水亲油平衡关系的指标系的指标。七、表面活性剂的七、表面活性剂的HLB值值第50页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.HLB值的实验测定值的实验测定（1）两个标准的确定）两个标准的确定n油酸的油酸的HLB=1n油酸钠的油酸钠的HLB=18第51页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）（2）不同）不同HLB标准液的配置标准液的配置第52页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）（2）测定标准油乳化所需的）测定标准油乳化所需的HLB值值第53页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）例如：已知
15、某活性剂的例如：已知某活性剂的HLB为为18，用未知，用未知HLB的活性剂与之复的活性剂与之复配来乳化煤油（配来乳化煤油（O/W）,当两者比例为当两者比例为0.45:0.55时最稳定，得时最稳定，得到到：（3）测定表面活性剂的）测定表面活性剂的HLB值值第54页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第55页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）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）适用于一些阴离子和非离子表面活性剂。适用于一些阴离子和非离子表面活性剂。第56页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）例题：例题：HLB=7+19.1-17 0.475=18
16、.0HLB=7+38.7-12 0.475=40.0第57页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(2)质量分数法质量分数法适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性适应于含聚氧乙烯基团的非离子型活性剂。剂。第58页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）例题：例题：亲水基质量亲水基质量=4666亲油基质量亲油基质量=2046HLB=4666/(4666+2046)20=1420=14第59页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第60页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4.表面活性剂的表面活性剂的HLB值与应用的关系值与应用的关系第61页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）5
17、.表面活性剂选择表面活性剂选择（1）根据）根据HLB值选择活性剂值选择活性剂（2）根据活性剂分子结构选择）根据活性剂分子结构选择第62页，此课件共161页哦八、重要的表面活性剂八、重要的表面活性剂第63页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1烷基磺酸钠烷基磺酸钠nC12C18的烷基磺酸钠有很好的水溶性，甚的烷基磺酸钠有很好的水溶性，甚至钙盐和镁盐的水溶性也很好。至钙盐和镁盐的水溶性也很好。n相对分子质量超过相对分子质量超过380，烷基碳原子数超过，烷基碳原子数超过20时，变成亲油的表面活性剂，可用于配时，变成亲油的表面活性剂，可用于配制油包水乳状液。制油包水乳状液。烷基磺酸盐的合成烷基磺
18、酸盐的合成 第64页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第65页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.烷基苯磺酸钠n烷基苯磺酸钠的苯环约相当于烷烃中烷基苯磺酸钠的苯环约相当于烷烃中4个碳个碳原子的作用。原子的作用。其性质与烷基磺酸盐大体相同。其性质与烷基磺酸盐大体相同。烷基苯磺酸钠的合成烷基苯磺酸钠的合成第66页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第67页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3季铵盐型表面活性剂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、镁离子的水中钙、镁离子的水中 n季铵盐型表面活性剂和阴离子
19、型表面活性剂季铵盐型表面活性剂和阴离子型表面活性剂复配，高浓度发生沉淀，低浓度常有显著的复配，高浓度发生沉淀，低浓度常有显著的协同效应。协同效应。季铵盐型表面活性剂的合成季铵盐型表面活性剂的合成第68页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第69页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第70页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4聚氧乙烯烷基醇醚（平平聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型表面活性剂）加型表面活性剂）n由烷基醇和环氧乙烷反应生成：由烷基醇和环氧乙烷反应生成：n烷基的碳原子数通常为烷基的碳原子数通常为1020n氧乙烯的聚合度为氧乙烯的聚合度为1100n烷基中碳原子数越多，表面活
20、性剂越亲油烷基中碳原子数越多，表面活性剂越亲油n氧乙烯聚合度越大，表面活性剂越亲水氧乙烯聚合度越大，表面活性剂越亲水第71页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第72页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）非离子表面活性剂特点非离子表面活性剂特点n存在浊点，只能在浊点以下使用存在浊点，只能在浊点以下使用n主要靠聚氧乙烯基（即醚链）与水形成氢键而溶主要靠聚氧乙烯基（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烯烷基醇醚在水中的溶解度也是随着温度升高而下降的。通常把某一质量分数的表面
21、活性剂水溶下降的。通常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。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特别适用于有钙、镁离子和矿化度高的地层第73页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第74页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）5.聚氧乙烯烷基苯酚醚（聚氧乙烯烷基苯酚醚（OP型型表面活性剂表面活性剂n碳碳原原子子数数通通常常为为812，而而氧氧乙乙烯烯的的聚聚合合度度为为1100n存在浊点，只能在浊点以下使用存在浊点，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特别适用于有钙、镁离子和矿化度高的
22、地层第75页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第76页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）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n斯盘型斯盘型n由脂肪酸与山梨糖醇通过酯化反应生成由脂肪酸与山梨糖醇通过酯化反应生成 第77页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第78页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第79页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第80页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）土温（土温（Tween）型）型第81页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第82页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）n亲油基由氧丙烯亲油基由氧丙烯
23、(即环氧丙烷）聚成。即环氧丙烷）聚成。n聚氧丙烯的相对分子质量超过聚氧丙烯的相对分子质量超过1000就具有亲油的性就具有亲油的性质（每一个质（每一个-C3H6O-约相当约相当04个个-CH2-的作用）的作用）n属于高分子表面活性剂。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第83页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第84页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）有两个亲水基团，水溶性好，耐盐能力有两个亲水基团，水溶性好，耐盐能力强强很有发展前景的表面活性剂很有发展前景的表面活性剂8非离子非离子-阴离子型两性表面活性剂阴离子型两性表面活性剂第85页，此课件共161页哦
24、中国石油大学（华东）第86页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第87页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第88页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第89页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）9含氟表面活性剂含氟表面活性剂n含氟表面活性剂是指碳链中的氢原子为氟原子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活性剂。取代的表面活性剂。（l）表面活性高）表面活性高n它的水溶液的表面张力可低至它的水溶液的表面张力可低至 20 mNm-1（有些（有些甚至可低至甚至可低至12mNm-1。（2）化学性质稳定）化学性质稳定n耐温、耐酸、耐碱、耐氧化剂。耐温、耐酸、耐碱、耐氧
25、化剂。n 含氟表面活性剂主要与一般表面活性剂复配含氟表面活性剂主要与一般表面活性剂复配使用（价格高）使用（价格高）第90页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第91页，此课件共161页哦 第二节第二节 高分子高分子第92页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）一、高分子的特点一、高分子的特点1.高分子：高分子：指相对分子质量从几千到几百万指相对分子质量从几千到几百万(甚甚至几千万至几千万)的化合物。的化合物。通常是由一种或几种低分子聚合而成，又称为聚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。合物或高聚物。2.高分子于低分子的区别高分子于低分子的区别(1)高分子的分子间力
26、比低分子大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色散力常常超过定向力、诱导力而起主要作用第93页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(2)高分子的构象多高分子的构象多构象：构象：n同种分子在运动中的各种形象同种分子在运动中的各种形象n分分子子中中的的原原子子在在保保持持键键角角不不变变的的情情况况下下绕绕单单键键进进行行内旋转而产生的内旋转而产生的n高分子构象多高分子构象多n构成高分子的原子多构成高分子的原子多n高分子蜷曲程度不同高分子蜷曲程度不同第94页，此课件共161页哦 中国石油大学
27、（华东）第95页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第96页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(3)高分子具有多分散性高分子具有多分散性高分子是一种大小不同的同系分子的混合物。高分子是一种大小不同的同系分子的混合物。v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。v高分子是由许多重复单元通过共价键连接而成，重复单元称为链节。v重复单元的数目，称为链节数。v链节中元素相对原子质量的总和叫做链节相对分子质量。第97页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1.1.数均相对分子质量数均相对分子质量Mrn 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用端基分析
28、、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。的相对分子质量是数均相对分子质量。二、高分子的相对分子质量二、高分子的相对分子质量第98页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.2.重均相对分子质量重均相对分子质量Mrw用光散射法测得的相对分子质量是重均相对分子质量用光散射法测得的相对分子质量是重均相对分子质量第99页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3.Z均相对分子质量均相对分子质量Mrz 用超速离心法测得的相对分子质量为用超速离心法测得的相对分子质量为Z均均相对分子质量相对分子质量 第100页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4.粘
29、均相对分子质量粘均相对分子质量Mrv用粘度法测得的相对分子质量是粘均相对分子质量用粘度法测得的相对分子质量是粘均相对分子质量 第101页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）5.几种相当分子质量的关系几种相当分子质量的关系nMrn Mrw Mrz vMrn=Mrw=Mr 说明高分子是均一的。说明高分子是均一的。vMrwMrn或或MrzMrn越大，分子量分布越分散越大，分子量分布越分散n当当a=1a=1时，时，M Mrvrv=M Mrwrwn当当0 0a al l时，时，M MrnrnM MrvrvM Mrwrw第102页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）三、聚合反应三、聚合反应 由
30、低分子生成高分子的反应叫聚合反应。由低分子生成高分子的反应叫聚合反应。聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。第103页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1加聚反应加聚反应 定义：定义：产物：产物：由加聚反应得到的产物叫加聚物。由加聚反应得到的产物叫加聚物。分类：分类：加聚物分为均加聚物和共加聚物加聚物分为均加聚物和共加聚物由许多相同或不相同的低分子化合为高分子，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。但无任何新的低分子产生的过程。第104页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2缩聚反应缩聚反应定义：定义：产物：产物：由缩聚反
31、应得到的产物叫缩聚物。由缩聚反应得到的产物叫缩聚物。分类：分类：缩聚物分为均缩聚物和共缩聚物。缩聚物分为均缩聚物和共缩聚物。由许多相同或不相同的低分子化合为高分子由许多相同或不相同的低分子化合为高分子,但但同时有新的同时有新的低分子低分子（例如水、氨或氯化氢）（例如水、氨或氯化氢）产生的过程。产生的过程。第105页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）四、高分子的结构(1)直链线型结构直链线型结构n由高分子链节连成长链的高分子。由高分子链节连成长链的高分子。n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
32、曲的构象象外，主要采取蜷曲的构象1、高分子的结构类型、高分子的结构类型第106页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(2)支链线型结构支链线型结构n由链节连成长链高分子外，在长链的周围还有相当数量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；的侧链，有时侧链上还有分支；n连成长链的部分叫主链，而连在主链周围的侧链叫支链。连成长链的部分叫主链，而连在主链周围的侧链叫支链。第107页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(3)交联体型结构交联体型结构当高分子的链与链间用交联链把它们连接起来，就形成交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
33、构联体型结构.第108页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2.不同结构高分子产生的原因不同结构高分子产生的原因官能度：指合成高分子的单体中能生成新键的活性官能度：指合成高分子的单体中能生成新键的活性 点数目，点数目，合成高分子的单体的官能度合成高分子的单体的官能度2.2.v若合成高分子单体的官能度若合成高分子单体的官能度=2，又不发生任何副反，又不发生任何副反应，形成直链线型高分子。应，形成直链线型高分子。v若聚合反应中存在有官能度若聚合反应中存在有官能度2的单体，根据反应物的单体，根据反应物的比例和聚合程度，产物可以是直链线型、支链线型或交的比例和聚合程度，产物可以是直链线型、支链线
34、型或交联体型的高分子。联体型的高分子。第109页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第110页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）五、高分子的分类五、高分子的分类 1按高分子结构分类按高分子结构分类2按高分子性质分类按高分子性质分类3按高分子的来源分类按高分子的来源分类第111页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）六、高分子的命名六、高分子的命名1.生化高分子的命名生化高分子的命名 主要按来源命名。主要按来源命名。例例：黄黄单单胞胞杆杆菌菌属属（Xanthomonas）细细菌菌发发酵酵而而来的胶叫黄胞胶（来的胶叫黄胞胶（xanthan Gum）。）。2 天然高分子的命名天然高
35、分子的命名 天然高分子也主要按来源命名。天然高分子也主要按来源命名。例例：从从海海洋洋低低等等植植物物褐褐藻藻来来的的胶胶叫叫褐褐藻藻胶胶；从从豆豆科科植植物物田箐种子胚乳来的胶叫田青胶等。田箐种子胚乳来的胶叫田青胶等。第112页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3、合成高分子的命名、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。合成高分子常按合成的基本反应和原料命名。（l）均加聚物）均加聚物在合成单体的前面加一在合成单体的前面加一“聚聚”字。字。例：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧乙烯、聚丙烯酸胺例：聚乙烯、聚苯乙烯、聚氧乙烯、聚丙烯酸胺（2）共加聚物）共加聚物在合成单体后面加在合成
36、单体后面加“共聚物共聚物”等字。等字。例例：乙乙烯烯与与苯苯乙乙烯烯共共聚聚物物、丙丙烯烯酸酸与与二二乙乙烯烯苯苯共共聚聚物物、辛辛基基苯苯乙乙烯与苯乙烯磺酸钠共聚物烯与苯乙烯磺酸钠共聚物第113页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）（3）均缩聚物）均缩聚物在合成单体前面加在合成单体前面加“聚聚”字，例：聚乙二醇。字，例：聚乙二醇。（4）共缩聚物）共缩聚物在合成单体后面加在合成单体后面加“树脂树脂”两字，如酚醛树脂、两字，如酚醛树脂、脲醛树脂等；或直接在单体后面加脲醛树脂等；或直接在单体后面加“缩聚物缩聚物”等字。如酚醛树脂可叫苯酚与甲醛的缩聚物，脲等字。如酚醛树脂可叫苯酚与甲醛的缩聚物
37、，脲醛树脂可叫尿素与甲醛的缩聚物。醛树脂可叫尿素与甲醛的缩聚物。第114页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）七、重要的高分子七、重要的高分子 第115页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）1聚乙烯聚乙烯(1)合成合成n聚乙烯是由乙烯聚合制得。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。分为低压聚乙烯和高压聚乙烯。在在120200MPa、170200及氧催化下，乙烯聚及氧催化下，乙烯聚合产生如下高压聚乙烯。合产生如下高压聚乙烯。第116页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）(2)支链度的定义1000个碳原子上的甲基个数。第117页，此课件共161页哦 中国石油大学（
38、华东）(3)聚乙烯的性质聚乙烯的性质高压聚乙烯低压聚乙烯白色固体硬度、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、碱不耐氧化剂第118页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）2聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺的性质：聚丙烯酰胺的性质：n聚丙烯酰胺对热比较稳定聚丙烯酰胺对热比较稳定n固体在固体在220230软化软化n水溶液在水溶液在93以后明显地发生降解反应以后明显地发生降解反应n聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺不不溶溶于于汽汽油油、煤煤油油、柴柴油油、苯苯、甲甲苯苯和和二甲苯，溶于水。二甲苯，溶于水。第119页，此课件共161页哦 中国石油大学（华
39、东）聚丙烯酰胺的反应v与碱反应与碱反应PAM部分水解，叫部分水解聚丙烯酰胺（部分水解，叫部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），），HPAM有更好的增粘能力有更好的增粘能力 第120页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）聚丙烯酰胺的反应v亚胺化反应亚胺化反应n 在强酸性下进行在强酸性下进行（pH2.5）n结果使溶解度降低。结果使溶解度降低。n分子内亚胺化分子内亚胺化n分子间亚胺化分子间亚胺化第121页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）v与醛反应n聚丙烯酰胺可与甲醛作用生成羟甲基化聚丙烯酰胺（注意pH值条件）n羟甲基化聚丙烯酰胺与胺的盐酸盐作用，可得阳离子型聚丙烯酰胺 聚丙烯酰胺的反应第1
40、22页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第123页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）聚丙烯酰胺的反应聚丙烯酰胺的反应v降解反应降解反应高分子在物理因素或化学因素作用下发生的相对分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。子质量降低的反应。光、热和机械作用下的降解光、热和机械作用下的降解 氧化剂作用下的降解，氧化剂作用下的降解，可用除氧剂减少氧化降解可用除氧剂减少氧化降解第124页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第125页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）聚丙烯酰胺的反应聚丙烯酰胺的反应n交联反应交联反应n线型高分子通过分子间化学键的形成而产
41、生体型高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。分子的过程。nHPAM交联剂：能使线型高分子产生交联的物质交联剂：能使线型高分子产生交联的物质n醛类醛类：甲醛、乙醛、乙二醛：甲醛、乙醛、乙二醛n高价金属离子高价金属离子：Zr4+、Ti4+、Cr3+、Al3+第126页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第127页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）多核羟桥络离子1.络合络合2.水解3.羟桥作用4.进一步水解和羟桥作用第128页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第129页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）铬冻胶n用用Cr3+组组成成的的多多核核羟羟桥桥
42、络络离离子子交交联联溶溶液液中中带带-COO-的的聚聚合物（如合物（如HPAM）生成。）生成。nCr3+可来自可来自nKCr（SO4）2、CrCl3、Cr（NO3）2、Cr（CH3COO）3，n由由Cr6+（如如K2Cr2O7、Na2Cr2O7）用用还还原原剂剂（如如Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3）还原得到）还原得到第130页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第131页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）3聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯n聚氨基甲酸酯：由多羟基化合物与多异氰聚氨基甲酸酯：由多羟基化合物与多异氰酸酯聚合而成。酸酯聚合而成。n常用作防蜡涂料和保温的泡沫塑料。常用
43、作防蜡涂料和保温的泡沫塑料。第132页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）4酚醛树脂酚醛树脂由苯酚与甲醛通过缩聚反应生成由苯酚与甲醛通过缩聚反应生成（1）热固性酚醛树脂）热固性酚醛树脂 v合成条件合成条件碱性催化剂（例如氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钡）碱性催化剂（例如氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钡）苯酚和甲醛的摩尔比小于苯酚和甲醛的摩尔比小于1v物理性质物理性质n易溶于丙酮、乙醇或乙酸乙酯，微溶于水，不溶于汽油、煤油、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。柴油、苯、甲苯、二甲苯等非极性溶剂。第133页，此课件共161页哦 中国石油大学（华
44、东）v固化反应固化反应n热固性酚醛树脂加热后，可变成不溶不熔的交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联体型的酚醛树脂 。n热固反应可在催化剂作用下加速进行。例如用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）氯化亚锡、氯化铵等）第134页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第135页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）v改性反应改性反应(与环氧乙烷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
45、它的支链结构，对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。水有很好的增粘作用。第136页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第137页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）（2）热塑性酚醛树脂）热塑性酚醛树脂v合成合成酸性催化剂（例如盐酸、草酸）酸性催化剂（例如盐酸、草酸）苯酚对甲醛的摩尔比大于苯酚对甲醛的摩尔比大于1v性质性质n固化固化n需外加交联剂（需外加交联剂（HCHO、N4(CH2)6）n亲水性改性亲水性改性第138页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）5脲醛树脂脲醛树脂n由尿素与甲醛通过缩聚反应生成。由尿素与甲醛通过缩聚反应生成。n热固性脲醛树脂：热
46、固性脲醛树脂：n合成合成n碱性催化剂碱性催化剂n尿素对甲醛的摩尔比小于尿素对甲醛的摩尔比小于1n性质性质n热固性热固性n易溶于乙醇、丙酮，微溶于水，但不溶于非极性溶剂易溶于乙醇、丙酮，微溶于水，但不溶于非极性溶剂 n亲水性改性亲水性改性n可使用酸性催化剂（例如盐酸、草酸）加速热固反应可使用酸性催化剂（例如盐酸、草酸）加速热固反应第139页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第140页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第141页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）6环氧树脂环氧树脂 n凡含环氧基凡含环氧基的树脂都叫环氧树脂的树脂都叫环氧树脂 n由由环环氧氧氯氯丙丙烷烷与与二二
47、酚酚基基丙丙烷烷（也也叫叫双双酚酚A），在在氢氢氧氧化化钠钠催催化化下下制制得得n添加剂添加剂n增韧剂：如邻苯二甲酸二丁酯；增韧剂：如邻苯二甲酸二丁酯；n稀释剂：如丙酮、乙醇；稀释剂：如丙酮、乙醇；n填充剂：如铁粉、铝粉、氧化铝、云母粉、玻璃粉等。填充剂：如铁粉、铝粉、氧化铝、云母粉、玻璃粉等。第142页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第143页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第144页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第145页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）7、聚糖、聚糖 n聚糖可由单糖缩聚而成聚糖可由单糖缩聚而成n单糖指符合通式单糖指符合通式Cn(H
48、2O)n一类最简单的一类最简单的碳水化合物。碳水化合物。第146页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第147页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）n糖的、结构n邻位顺式羟基 第148页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第149页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）纤维素纤维素 n-葡萄糖通过葡萄糖通过1,4碳原子上羟基缩聚而成碳原子上羟基缩聚而成n纤维素是植物纤维的主要成分，例如棉花中含纤维素是植物纤维的主要成分，例如棉花中含有有9090以上的纤维素。以上的纤维素。第150页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）纤维素（续）纤维素（续）1、水解反应、水解反应2、
49、降解反应、降解反应n在氧化剂（例如氧、过氧化氢、高锰酸钾、在氧化剂（例如氧、过氧化氢、高锰酸钾、过硫酸铵）作用下，在氧化碳原子过硫酸铵）作用下，在氧化碳原子位置产位置产生醛基、酮基或羧基生醛基、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化降解反应将大大加快第151页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）第152页，此课件共161页哦 中国石油大学（华东）纤维素的交联反应纤维素的交联反应n甲醛、草酸等一些有两个官能度的化合甲醛、草酸等一些有两个官能度的化合物可做交联剂。物可做交联剂。第153页，此课件共161页哦 中国石油大学
50、（华东）纤维素的衍生物纤维素的衍生物（1）钠羧甲基纤维素（）钠羧甲基纤维素（CMC）n钠羧甲基纤维素是以纤维素为原料，通过羧钠羧甲基纤维素是以纤维素为原料，通过羧甲化反应制得甲化反应制得。n白色絮状固体，易溶于水白色絮状固体，易溶于水n有较好的增粘能力有较好的增粘能力n-COONa在水中解离，使高分子的链节带上负电在水中解离，使高分子的链节带上负电而互相排斥从而使高分子的蜷曲程度减小，而互相排斥从而使高分子的蜷曲程度减小，n降解（水解降解、氧化降解）反应降解（水解降解、氧化降解）反应n交联反应：通过交联反应：通过-COONa与高价金属离反应与高价金属离反应第154页，此课件共161页哦 中国石