第五章--高分子材料的绿色合成化学VIP免费

1125/1/2125/1/21GreenChemistryGreenChemistry第五章高分子材料的绿色合成化学GreenSynthesisChemistryofMacromoleculeMaterial二00八年十二月2225/1/2125/1/21GreenChemistryGreenChemistry■CONTENT5.1以水为分散介质的聚合技术5.2离子液体中的聚合技术5.3超临界流体中的聚合技术5.4低残存VOC的水基聚氨酯合成技术5.5辐射交联聚合技术5.6等离子体聚合技术5.7酶催化聚合技术■REQUEST1．掌握：以水为分散介质的聚合技术、离子液体中的聚合技术、辐射交联聚合技术、等离子体聚合技术；2．理解：超临界流体中的聚合技术、低残存VOC的水基聚氨酯合成技术、辐射交联聚合技术。GreenSynthesisChemistryofMacromoleculeMaterial3325/1/2125/1/21GreenChemistryGreenChemistry高分子材料合成与应用中的绿色化战略的形成有助于指导人们在高分子材料的合成及加工领域为人类创造更美好的绿色未来。鉴于高分子材料特有的实用性因素，人们更需要用冷静的头脑考虑高分子材料的合成与应用的安全性能，用全面的、长远的眼光在合成高分子材料时开发完全绿色的方法与工艺。在高分子材料的合成中应考虑“生态高分子材料”的概念，它不仅涉及“生态化学”（主要指原料和高分子聚合过程），而且涉及“生态生产”（主要指生产环境）、“生态使用”、“生态回收”、“再生利用”以及残留在生态环境中可能产生的“深远影响”等。理想的生态高分子材料研究内容应包括采用无毒、无害的原料、进行无害化（废气、废水、废渣）材料生产（即零排放）、制品成型和使用周期中无环境污染、废弃后易回收和再生利用的高分子材料。4425/1/2125/1/21GreenChemistryGreenChemistry高分子绿色合成表现为以下几点要求：（1）反应原料应选择自然界中含量丰富的物质，而且对环境无害，避免使用自然界中的稀缺资源，尤其是选择农副产品作为原料是最好的选择。（2）聚合过程中使用的溶剂实现无毒化。采用水、离子液体、超临界流体作溶剂，或对使用的有毒溶剂进行循环利用，并降低其在产品中的残留率。（3）聚合过程使用新技术。（4）采用高效无毒化的催化剂提高催化效率，缩短聚合时间，降低反应所需的能量。（5）聚合过程中没有副产物的生成至少没有有毒副产物的生成。5525/1/2125/1/21GreenChemistryGreenChemistry5.1以水为分散介质的聚合技术水是化学溶剂中唯一没有毒性的液体反应介质，以其作溶剂进行反应或聚合物产品以其为分散介质均可以减少对环境的危害。本章就α-不饱和单体化合物在水中聚合的反应过程作一介绍。烯类单体发生聚合反应时强烈放热，在聚合过程中放热不均衡，反应高峰期的放热速率是平均放热速率的2~3倍。为了控制传热、传质和聚合物反应速率与聚合物分子质量及其分布，必须严格控制好反应温度。其中控制散热过程是聚合过程中的关键工程问题，仅靠高效搅拌和换热装置难以将产生的聚合热及时排除。6625/1/2125/1/21GreenChemistryGreenChemistry5.1.1以水为介质聚合的优缺点α-不饱和单体（烯类单体）在水相中实现自由基聚合反应即是高分子化学提到的乳液聚合。乳液聚合最简单的配方主要由单体、水、水溶性引发剂和水溶性乳化剂四组分构成。乳液聚合的优点解决了热交换工程问题乳液聚合以水为反应介质，聚合反应体系具有黏度低，体系内部热交换容易控制。整个反应体系黏度并不高，基本上接近于连续相的黏度，并且在聚合过程中体系黏度也不会发生大幅度变化。实现了高相对分子质量和高聚合反应速率的统一在乳液聚合体系中，引发剂是溶于水相且在水相中不断分解成自由基的，当水相中的自由基扩散到胶束或乳胶粒中时就引发聚合，而聚合反应发生在彼此孤立的乳胶粒中，自由基容易保持较长的寿命而得到较高平均相对分子质量的聚合物。代表了化学化工发展的方向以水作介质，既避免了采用昂贵的溶剂，又避免了溶剂回收的麻烦，同时还减少了引发火灾和污染环境的可能性。水作为介质具有不污染环境、生产安全、对人体无害的特点，可以大大改善生产车间的劳动环境；水价格便宜，易于得到，可显著降低生产成本。因此，以水为分散介质的聚合反应有着强大的生命力。聚合物产品的应用聚合反应完成后，既可通过后处理...