化学方面的原因(主要原因)
a. 官能团的分解，使增长的分子链失去活性。 b. 单体组分的非当量比,使分子链未端带的是相 同的官能团,发生“链封闭”作用,而使增长着的 分子链失去活性。 c. 原料中混有单官能团杂质也会发生“链端封 闭”作 用。 d. 分子链内部发生环化反应或分子间发生环化 反应等都会发生链端封闭作用而使反应终止。
Tf
脆化温 度Tb
线型无定型态高分子物的形变--温度曲线
玻璃化 温度Tg
粘流温 度Tf
第五节 合成纤维
一、基础知识
纤维：长径比几十倍以上（长：1mm～几 百 米；径：几微米（μm）～几十微米）
纤度：单位长度纤维的重量 。 旦：克数/9000米； 特（tex）：克数/1000米； 分特：克数/100米
而增加，链增长过程是逐步完成的。
2．缩聚反应的历程
① 链的开始 ② 链的增长
aAa + bBb
aABb + ab
③ 链终止
缩聚反应链终止的原因。
物理方面的原因
a． 随着缩聚反应的进行，单体浓度越来越小， 官能团发生反应的机会减少。 b．缩聚物的粘度增加，整个分子链移动困难， 碰撞机会减少。
C．粘度大，生成的低分子排不出去，发生可 逆反应。
树 脂: 指尚未与各种添加剂混合的高聚物。 填 料:（又称添加剂）提高制品的强度和耐热性并 可降低成本。20~50%）。 增塑剂:（又称软化剂）使制品具有韧性。增强可塑 性，降低脆性和刚性。 稳定剂：防止塑料老化，延长使用寿命。 润滑剂：防止塑料在成型过程中粘附压模，造成脱 落困难。 固化剂：加速高聚物分子间发生交联、硬化。 色 料： 使制品美观。
过
玻璃态 渡 高弹态
态
粘流态
称为高分子的高弹态。如 橡胶。
温度
Tb Tg
Tf
线型无定型态高分子物的形变--温度曲线
玻璃化 温度Tg
粘流态:
继续增加温度，链的运动更加活泼，可发生滑
移运动，成为流动状粘液，称为高分子的粘流状
态。如粘合剂。
形变（%）
低分子物只有玻璃态
和粘流态，无高弹态。
体型高聚物只有一种
形变（%）
过
玻璃态 渡 高弹态
态
粘流态
温度
Tb Tg
Tf
线型无定型态高分子物的形变--温度曲线
玻璃态:
低温下，链间的作用力大，大分子链的运动方式是在 自己的位置振动。不易形变。特征是硬而脆，弹性很小。 称为高分子的玻璃态。如室温下的塑料。
高弹态:
形变（%）
在较高温度下，链运动 加剧，链节构象转变容易。 高分子在外力下发生较大 的形变，且能恢复原形。
H2C CH + HC C
X
H2 X
.
R' CH2 CH CH2 CH2
Cl
Cl
H
H2C CH X
C X
C H2
RM1+ M 单体
游离基
RM 2
二聚体
游离基
M RM3 M
三聚体
游离基
M RMn
n聚体 游离基
② 离子历程
正离子聚合反应
A
++
δ-
H2C
δCH+
R
负离子聚合反应
B - +H2δC+ δCH-
1.直链结构，拉伸后排列紧密，结晶度35～45％，强力 大，4.3～6.5克/旦。
2. 共平面，具有刚性，织物挺括，尺寸稳定。 3.链上缺少亲水基，故吸水性差，穿着不适，易起球，
但易洗，快干。 4.染色性差。 5. 遇碱水解，耐酸不耐强碱。
用途：纯涤纶织物。混纺织物：毛涤、棉涤、仿真 丝织物等。
聚酯纤维改性：化学改性、物理改性
特殊高分子、功能高分子、仿生高分子、生物高分子、 医药高分子、高分子试剂、高分子催化剂。
通用高分子——用量最大，面也广。 四烯：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯
乙烯
四纶：涤纶、锦纶、腈纶、维纶
四胶：丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶 、 乙丙橡胶
五、高分子化合物的命名
1. 高分子命名一般习惯上用俗名。纤维、淀粉
2. 在单体前加个“聚”字。 聚氯乙烯
3. 缩聚反应制得的高聚物，在原料后加“树脂”二 字。酚醛树脂、环氧树脂
4. 商品名称：腈纶、的确良（聚对苯二甲酸乙二酯 纤维）、电木（酚醛树脂）
第二节 高分子化合物的合成反应
一、缩聚反应
由一种或两种以上的单体，通过缩合形成高分子化合 物，同时脱去水、卤化氢或醇等小分子的反应，叫~。
高分子链结构
高分子的化学组成及构型（一级结构） 高分子的构象（二级结构）
单键的绕轴 旋转
柔顺性\弹性
聚集态结构是指高分子材料整体的内部结构 （三级结构）。
高分子链聚集时其链段之间相对空间位置 有紧密或疏松、规整或凌乱之分，链段间作 用力也不同。
无定形态、结晶态、半结晶态 结晶度
二、线型无定形高分子物的物理状态
四、高分子化合物的分类
1. 按来源分类：天合然成高高分分子子（（天合然成橡橡胶胶、、纤合维成素纤、维淀、粉塑）料） 2. 按工艺性质和应用分类：塑料、橡胶、纤维 3.按高分子主链结构分类 ：碳链高分子化合物、
杂链高分子化合物等。
4. 按合成高分子化合物的反应类型分类：加聚物、缩聚物 5. 按应用功能分类：
（拉伸过程中，利用拉伸力大小控制结晶度和强力。）
合成纤维、天然纤维链靠范德华力 和氢键连接。当纤维结晶度高时，链的 作用力大。利用这一特性，合成纤维在 成纤后，都通过热牵引增加结晶度，而 增加其强度。
线型无定形高聚物的物理状态
高分子具有多重运动单元，在不同温度或外力条件下可 呈现不同的物理状态。（称力学状态）
按产物结 构分类
线型缩聚 体型缩聚
均缩聚
一种单体
按单体种类 数目分类
混缩聚 共缩聚
两种单体 多种单体
1． 缩聚反应的特点
+ NH 2 (CH2)6 NH 2
HOOC (CH2)4 COOH
己二胺
己二酸
HO
O
H
N端
NH (CH2)6 N C (CH2)4
聚己二酰己二胺
C OH n
C端
① 所用单体至少有两个相互作用的官能团。 ② 缩聚反应是通过一连串的缩合反应来完成的。 ③ 反应过程有小分子析出，高聚物的化学组成与单体不同。 ④ 缩聚反应大都是可逆平衡反应。 ⑤ 缩聚物的分子量不是很大（与加聚物比较）。 ⑥ 反应不是瞬间完成的，高聚物的分子量随时间的增长
2．聚酰胺纤维（PA）
① 各链节以 —CONH— 相连结
② 商品名称：锦纶（又称尼龙）、耐纶等; ③锦纶纤维两大类：
➢己内酰胺开环聚合而得，如锦纶6 ➢二元胺和二元酸缩聚而得，如锦纶66
锦纶6的合成
（1） 苯酚法 生产工艺是由苯酚加氢制 得环己醇，环己醇脱氢成环
己酮，环己酮和硫酸 羟胺反应生成环己酮肟，环己酮肟再 在发烟硫酸 作用下经贝克曼重排反应得到己内酰胺，开环 聚合的锦纶6。
二、高分子化合物的组成 链节
高分子化合物的化学组 成一般都比较简单
CH2 CH Cl
n
聚合度
分子量 = 聚合度*链节分子量
三、高分子化合物的特点
1. 从分子量和组成看，高分子化合物的分子 量很大，具有“多分散性”。
2. 从性能上看，通常处于固体状态，有较好的 机械强度，绝缘性能，耐腐蚀性能，可塑性，高 弹性。
断裂强度和延伸度：断裂强度，克/旦，纤维断裂 时的伸长。
回弹率：指受力变形后可恢复的弹性伸长与不能 恢复的塑性伸长之比。
回弹率＝a/b （a:恢复；b：不恢复。）
分类：
纤维
植物纤维：如棉花、麻等。 天然纤维
动物纤维：丝、毛等。
化学纤维 人造纤维： 如粘胶纤维、硝化纤维等 合成纤维：如尼龙、涤纶、丙纶等 。
二、成纤的基本条件
1．具有线型分子结构，分子链排列规整。
2．分子量大小要适当，才有利于拉丝和保证足够的 强度。(104)。
3．分子链间要有较强的吸引力 4．能溶解或熔融。
三、几种重要的合成纤维
1． 聚酯纤维
① 各链节以—COO—相连结 ② 商品名称：涤纶、的确良等 例：的确良——聚对苯二甲酸乙二酯纤维
二、加聚反应
由许多相同或不同单体在一定条件下， 通过互相加成形成的高 分子化合物的反应叫 加聚反应。
❖ 由一种单体发生的加聚反应称为均聚反应。 ❖ 由两种以上的单体共同聚合称为共聚反应。
1．加聚反应的特点
① 单体是带有不饱和键的化合物。
② 反应过程中没有低分子化合物析出，生成 高分子化合物的化学组成与单体相同，其分 子量为单体分子量的整数倍。
X
AC
+
CH 活性中心是正离子
H2 R
BC H2
CH 活性中心是负离子
X
第三节 高分子化合物的化学反应
高分子化学反应特点：
（1）官能团反应活性低； （2）反应不完全：活性不足，转化率低。 （3）产物多样性； （4）副产物多。
一、聚合度不变的反应
NaOH
Cellulos e-OH
Cellulos e-ONa
纺织化学电子教案
－－－－纺织工程专业
第七章 高分子化合物与合成纤维
青岛大学
教学内容
第一节 基本概念 第二节 高分子化合物的合成 第三节 高分子化合物的化学反应 第四节 高分子化合物的结构与性能 第五节 合成纤维
第一节 基本概念
一、 高分子化合物的涵义
高分子化合物是指以共价键结合成主链的高分子量的 化合物，其分子量一般可自几万至几十万、几百万、甚 至上千万。由于高分子化合物一般都是由低分子化合物 聚合而成，所以又称高聚物或大分子化合物。