指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量(通常可达10~106)化合物。例如聚氯乙烯分子是由许多氯乙烯分子结构单元—CH2CHCl—重复连接而成,—CH2CHCl—又称为结构单元或链节。由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为单体,是合成聚合物的原料。 n代表重复单元数,又称聚合度,聚合度是衡量高分子聚合物的重要指标。聚合度很低的(1~100)的聚合物称为低聚物,只有当分子量高达10~106(如塑料、橡胶、纤维等)才称为高分子聚合物。由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物,如上述的聚氯乙烯、聚乙烯等。由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为共聚物,如氯乙烯—醋酸乙烯共聚物等。
发展简史编辑
1870年J.W.Hyatt用樟脑增塑硝化纤维素,使硝化纤维塑料实现了工业化。1907年L.Baekeland报道了合成第一个热固性酚醛树脂,并在20世纪20年代实现了工业化,这是第一个合成塑料产品。1920年H.Standinger提出了聚合物是由结构单元通过普通的共价键彼此连接而成的长链分子,这一结论为现代聚合物科学的建立奠定了基础。随后,Carothers把合成聚合物分为两大类,即通过缩聚反应得到的缩聚物和通过加聚反应得到的加聚物。20世纪50年代K.Ziegler和G.Natta发现了配位聚合催化剂,开创了合成立体规整结构聚合物的时代。在大分子概念建立以后的几十年中,合成高聚物取得了飞速的发展,许多重要的聚合物相继实现了工业化。
可以从不同的角度对聚合物进行分类,如从、加热行为、聚合物结构等。
⑴按分子主链的元素结构,可将聚合物分为碳链、杂链和元素有机三类。
碳链聚合物大分子主链完全由碳原子组成。绝大部分烯类和二烯类聚合物属于这一类,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。
杂链聚合物大分子主链中除碳原子外,还有氧、氮、硫等杂原子。如聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡胶等。工程塑料、合成纤维、耐热聚合物大多是杂链聚合物。
元素有机聚合物大分子主链中没有碳原子,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成,但侧基却由有机基团组成,如甲基、乙基、乙烯基等。有机硅橡胶就是典型的例子。
元素有机又称杂链的半有机高分子,如果主链和侧基均无碳原子,则成为无机高分子。
性质和用途分类
按材料的性质和用途分类,可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。
橡胶通常是一类线型柔顺高分子聚合物,分子间次价力小,具有典型的高弹性,在很小的作用力下,能产生很大的形变(500%~1000%),外力除去后,能恢复原状。橡胶类用的聚合物要求完全无定型,玻璃化温度低,便于大分子的运动。经少量交联,可消除的残余形变。以天然橡胶为例,Tg低(—73℃),少量交联后,起始弹性模量小(<70N/cm2)。经拉伸后,诱导结晶,将使模量和强度增高。伸长率为400%,强度增至1500N/cm;500%时为2000N/cm。橡胶经适度交联(硫化)后形成的网络结构可防止大分子链相互滑移,增大弹性形变。交联度增大,弹性下降,弹性模量上升,高度交联可得到硬橡胶。天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶是常用的品种。
碳酸二苯脂及生产中的杂质能使皮肤过敏。碳酸二苯脂低毒,但生产过程中使用的原料剧毒,注意防止生产过程中光气泄漏,生产场所应保持通风良好。操作人员应穿戴防护用具。[2]
用途
碳酸二苯酯主要用于工程塑料聚碳酸酯和聚对羟基苯甲酸酯等的合成原料,也可以用作硝酸纤维素的增塑剂和溶剂。在农药上主要用于合成异氰酸甲酯,进而制备氨基甲酸酯类杀虫剂克百威。主要用于塑料工业,制造聚芳基碳酸酯和对羟基苯甲酸聚酯、单异氰酸酯、二异氰酸酯。也可以制备塑料增塑剂。化工生产中用作溶剂和载热体。
碳酸二苯酯是重要的环保化工产品,可用于合成许多重要的医药、农药及其他有机化合物和高分子材料,如脂肪族单异氰酸酯和对羟基苯甲酸聚酯。也可用作聚酰胺、聚酯的增塑剂和溶剂。
生产方法
1.光气法:
由苯酚和光气反应而得。将溶化的苯酚加入16-20%的氢氧化钠溶液中,配制成苯酚钠溶液。搅拌冷却,在10℃左右开始通入光气,控制光气化反应在20-30℃进行,反应尾气含氯化氢和未反应完的光气,导入吸收塔,用稀碱溶液破坏后从高空排放。反应后期取反应液测试pH,至中性停通光气。赶除锅内光气和盐酸气,过滤,用水洗涤,减压下熔融脱水即得粗品。将粗品减压蒸馏,收集窄馏分,冷凝后将液态产品经结片机结片得到精制的碳酸二苯酯。聚合级产品对纯度要求很高,熔点应≥78℃。原料消耗定额:苯酚963kg/t、氢氧化钠(30%)577kg/t、光气(≥98%)592kg/t。