1、第五章第五章 表面活性劑與高分子表面活性劑與高分子 油田化學系油田化學系第一節第一節 表面活性劑表面活性劑 中國石油大學（華東）一、什么是表面活性劑一、什么是表面活性劑1.定義：定義：少量存在就能大大降低表面張力的物質。少量存在就能大大降低表面張力的物質。2.結構特點：結構特點： 兩種基團：親水基團、疏水兩種基團：親水基團、疏水(親油親油)基團基團 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）3.表面活性劑降低表面張力的原因表面活性劑降低表面張力的原因 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）二、表面活性劑的分類二、表面活性劑的分類(一一) 按電學性質分按電學性質分(二二

2、) 按分子量分按分子量分 中國石油大學（華東）第一類：陰離子型表面活性劑第一類：陰離子型表面活性劑n(一一) 按電學性質分按電學性質分 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）Ionic Surfactants Anionic SurfactantsCarboxylatesAlkyl benzene SulphonatesSoapsLABSFAS 中國石油大學（華東）ROH+HOSOOOHROSOOOH+OH2ROSOOOH+NaOHROSOOONa+OH2 中國石油大學（華東）第二類第二類 陽離子型表面活性劑陽離子型表面活性劑 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東

3、）第三類第三類 非離子型表面活性劑非離子型表面活性劑 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）1.陰離子陰離子-非離子型非離子型第四類、兩性活性劑第四類、兩性活性劑2.陽離子陽離子-非離子型非離子型3.陽離子陽離子-陰離子型陰離子型 中國石油大學（華東）(二二)按分子量大小分類按分子量大小分類可分為低分子表面活性劑和高分子表面活性劑。可分為低分子表面活性劑和高分子表面活性劑。 中國石油大學（華東）1.陰離子表面活性劑的命名十八酸鈉十八酸鈉十二烷基磺酸鈉十二烷基磺酸鈉十二醇硫酸酯鈉鹽十二醇硫酸酯鈉鹽/十二烷基硫酸鈉十二烷基硫酸鈉十二醇磷酸酯二鈉鹽十二醇磷酸酯二鈉鹽/十二烷

4、基硫酸鈉十二烷基硫酸鈉 中國石油大學（華東）2 陽離子表面活性劑的命名陽離子表面活性劑的命名 中國石油大學（華東）3 非離子表面活性劑的命名非離子表面活性劑的命名 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 按高分子命名按高分子命名 按習慣商品名稱命名按習慣商品名稱命名5.高分子型表面活性劑的命名高分子型表面活性劑的命名 中國石油大學（華東）四、表面活性劑的稀溶液和濃溶液四、表面活性劑的稀溶液和濃溶液1.極稀溶液極稀溶液溶液中表面活性劑單分子溶液中表面活性劑單分子界面吸附層中的表面活性劑分子界面吸附層中的表面活性劑分子 中國石油大學（華東）2.稀溶液稀溶液溶液中表面活性劑的締合分子溶液中表面活

5、性劑的締合分子溶液中表面活性劑單分子溶液中表面活性劑單分子界面吸附層中的表面活性劑分子界面吸附層中的表面活性劑分子 中國石油大學（華東）3.較濃溶液較濃溶液膠束膠束膠束：溶液中表面活性劑分子的結合體膠束：溶液中表面活性劑分子的結合體臨界膠束濃度臨界膠束濃度(cmc)：表面活性劑在溶液中開始明顯生成表面活性劑在溶液中開始明顯生成膠束的濃度膠束的濃度 中國石油大學（華東）膠束（溶液中表面活性劑的結合體）膠束（溶液中表面活性劑的結合體）溶液中表面活性劑單分子溶液中表面活性劑單分子界面吸附層中的表面活性劑分子界面吸附層中的表面活性劑分子 中國石油大學（華東）Important Property Mic

6、elleSmall MicelleSmall Micelle Extremely Dil. SolnDil. SolnSoln at CMCSoln above CMC 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）4.濃溶液濃溶液膠束（溶液中表面活性劑的結合體）膠束（溶液中表面活性劑的結合體）溶液中表面活性劑單分子溶液中表面活性劑單分子界面吸附層中的表面活性劑分子界面吸附層中的表面活性劑分子 中國石油大學（華東）Structures of Micelles 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）五、表面活性劑的作用五、表面活性劑的作用1.起泡作用：起泡作用：指表面活性劑使泡沫易于產指表面活性

7、劑使泡沫易于產生并在產生后有一定的穩定生并在產生后有一定的穩定作用。作用。起泡劑：起泡劑：具有起泡作用的表面活性劑具有起泡作用的表面活性劑 中國石油大學（華東）2.乳化作用：乳化作用：指表面活性劑使乳狀液易于產生并指表面活性劑使乳狀液易于產生并在產生后有一定的穩定作用。在產生后有一定的穩定作用。乳化劑：乳化劑：具有乳化作用的表面活性劑。具有乳化作用的表面活性劑。 中國石油大學（華東）3.增溶作用：增溶作用：指表面活性劑使難溶的固體或液體指表面活性劑使難溶的固體或液體的溶解度顯著增加的作用。的溶解度顯著增加的作用。溶解、增溶和乳化的區別溶解、增溶和乳化的區別增溶劑：增溶劑：具有增溶作用的表面活性

8、劑。具有增溶作用的表面活性劑。 中國石油大學（華東）4.潤濕反轉作用：潤濕反轉作用：潤濕反轉劑或潤濕劑：潤濕反轉劑或潤濕劑：具有潤濕反轉作用具有潤濕反轉作用 的表面活性劑。的表面活性劑。 表面活性劑使固體表面潤濕表面活性劑使固體表面潤濕性向相反方向轉化的作用。性向相反方向轉化的作用。 中國石油大學（華東）洗凈劑：洗凈劑：具有洗凈作用的表面活性劑具有洗凈作用的表面活性劑 5.洗凈作用：洗凈作用：表面活性劑使一種液體將其它物質表面活性劑使一種液體將其它物質從固體表面上洗脫下來的作用。從固體表面上洗脫下來的作用。作用機理：作用機理：洗凈作用是一種綜合作用：潤濕反轉、洗凈作用是一種綜合作用：潤濕反轉、

9、乳化、增溶等。乳化、增溶等。六、表面活性劑的結構與性能關系六、表面活性劑的結構與性能關系 中國石油大學（華東）1.起泡劑的分子結構起泡劑的分子結構易于起泡的分子結構：易于起泡的分子結構： 降低表面張力的能力強。親水與親油性要平衡，即相降低表面張力的能力強。親水與親油性要平衡，即相差不大。對于特定的親水基團，烴鏈長度要合適差不大。對于特定的親水基團，烴鏈長度要合適。具有穩泡作用的分子結構：具有穩泡作用的分子結構： 起泡劑的吸附層要有足夠的強度。起泡劑的吸附層要有足夠的強度。v非極性部分最好沒有分支；非極性部分最好沒有分支；v非極性部分若有苯環，則最好在烴鏈的一端；苯環上非極性部分若有苯環，則最好

10、在烴鏈的一端；苯環上的烴基與親水基團處于對位；的烴基與親水基團處于對位；v有一個親水基團有一個親水基團 中國石油大學（華東）2.乳化劑的分子結構乳化劑的分子結構n同起泡劑類似同起泡劑類似O/W乳狀液乳狀液：親水性稍大于親油性：親水性稍大于親油性 -SO3Na、-COONa、-COOK、-SO3K CH2CH2O n，n 3W/O乳狀液乳狀液：親水性稍小于親油性：親水性稍小于親油性 -OH、-COOH、鈣的羧酸鹽（磺酸鹽、硫酸酯鹽、鈣的羧酸鹽（磺酸鹽、硫酸酯鹽 CH2CH2O n，n=1，2 中國石油大學（華東）3.潤濕劑的分子結構潤濕劑的分子結構(1)通過物理吸附作用通過物理吸附作用v烴鏈長度

11、合適，有良好的親水親油平衡烴鏈長度合適，有良好的親水親油平衡v最好有極性或非極性分支，易吸附，不最好有極性或非極性分支，易吸附，不易形成膠束。易形成膠束。 中國石油大學（華東） (2)通過表面反應（砂巖）通過表面反應（砂巖）砂巖表面特點砂巖表面特點:A 表面是羥基化了的表面是羥基化了的 中國石油大學（華東）B 表面帶負電：表面帶負電：n晶格取代晶格取代n羥基解離羥基解離n吸附吸附v與羥基反應：烴基鹵代硅烷與羥基反應：烴基鹵代硅烷 中國石油大學（華東）v與表面負電荷（負離子）發生靜電作與表面負電荷（負離子）發生靜電作用：陽離子表面活性劑用：陽離子表面活性劑 中國石油大學（華東）4.增溶劑的分子結

12、構：增溶劑的分子結構：易于形成膠束的活性劑。易于形成膠束的活性劑。 結構特點：結構特點：n 烴鏈上沒有分支；烴鏈上沒有分支；n 烴基上只有一個親水基；烴基上只有一個親水基；n 親水基在烴鏈的一端。親水基在烴鏈的一端。 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）1、HLB值值（親水親油平衡值）親水親油平衡值） 用來衡量表面活性劑的親水親油平用來衡量表面活性劑的親水親油平衡關系的指標衡關系的指標。七、表面活性劑的七、表面活性劑的HLB值值 中國石油大學（華東）2. HLB值的實驗測定值的實驗測定（1）兩個標準的確定）兩個標準的確定n油酸的油酸的HLB=1n油酸鈉的油酸鈉的HLB=18C1 7H3

13、3C O O HC1 7H3 3C O O N a 中國石油大學（華東）（2）不同）不同HLB標準液的配置標準液的配置混混合合表表面面活活性性劑劑 序序號號 w(油油酸酸) w(油油酸酸鈉鈉) 混混合合表表面面活活性性劑劑的的HLB值值 1 0.6 0.4 10.6+180.4=7.8 2 0.4 0.6 10.4+180.6=11.2 3 0.3 0.7 10.3+180.7=12.9 4 0.2 0.8 10.2+180.8=14.6 5 0.1 0.9 10.1+180.9=16.3 具有加和性具有加和性 中國石油大學（華東）（2）測定標準油乳化所需的）測定標準油乳化所需的HLB值值 中

14、國石油大學（華東） 例如：已知某活性劑的例如：已知某活性劑的HLB為為18，用未知，用未知HLB的活性劑的活性劑與之復配來乳化煤油（與之復配來乳化煤油（O/W）,當兩者比例為當兩者比例為0.45:0.55時最穩定，得到時最穩定，得到：0 . 85 .1255. 045. 055. 01855. 045. 045. 0HLBHLB（3）測定表面活性劑的）測定表面活性劑的HLB值值 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）3.HLB的計算的計算(1)基數法（基團貢獻法）基數法（基團貢獻法）LHHLB7適用于一些陰離子和非離子表面活性劑。適用于一些陰離子和非離子表面活性劑。 中國石油大學（華東）例

15、題：例題：HLB=7+19.1-17 0.475=18.0C17H33CO ONaHLB=7+38.7-12 0.475=40.0 中國石油大學（華東）(2)質量分數法質量分數法20親油基質量親水基質量親水基質量HLB適應于含聚氧乙烯基團的非離子型適應于含聚氧乙烯基團的非離子型活性劑。活性劑。 中國石油大學（華東）例題：例題：親水基質量親水基質量=4666親油基質量親油基質量=2046HLB=4666/(4666+2046) 20=1420=14 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）4.表面活性劑的表面活性劑的HLB值與應用的關系值與應用的關系 中國石油大學（華東）5.表面活性劑選擇表面

16、活性劑選擇（1）根據）根據HLB值選擇活性劑值選擇活性劑（2）根據活性劑分子結構選擇）根據活性劑分子結構選擇八、重要的表面活性劑八、重要的表面活性劑 中國石油大學（華東） 1烷基磺酸鈉烷基磺酸鈉nC12C18的烷基磺酸鈉有很好的水溶性，甚的烷基磺酸鈉有很好的水溶性，甚至鈣鹽和鎂鹽的水溶性也很好。至鈣鹽和鎂鹽的水溶性也很好。n相對分子質量超過相對分子質量超過380，烷基碳原子數超過，烷基碳原子數超過20時，變成親油的表面活性劑，可用于配時，變成親油的表面活性劑，可用于配制油包水乳狀液。制油包水乳狀液。 烷基磺酸鹽的合成烷基磺酸鹽的合成 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）2.烷基苯磺酸鈉n

17、烷基苯磺酸鈉的苯環約相當于烷烴中烷基苯磺酸鈉的苯環約相當于烷烴中4個碳個碳原子的作用。原子的作用。其性質與烷基磺酸鹽大體相同。其性質與烷基磺酸鹽大體相同。 烷基苯磺酸鈉的合成烷基苯磺酸鈉的合成 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）3季銨鹽型表面活性劑季銨鹽型表面活性劑 n季銨鹽型表面活性劑可用于含酸、含堿或含季銨鹽型表面活性劑可用于含酸、含堿或含鈣、鎂離子的水中鈣、鎂離子的水中 n季銨鹽型表面活性劑和陰離子型表面活性劑季銨鹽型表面活性劑和陰離子型表面活性劑復配，高濃度發生沉淀，低濃度常有顯著的復配，高濃度發生沉淀，低濃度常有顯著的協同效應。協同效應。季銨鹽型表面活性劑的合成季銨鹽型表面活

18、性劑的合成 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）4聚氧乙烯烷基醇醚（平聚氧乙烯烷基醇醚（平平加型表面活性劑）平加型表面活性劑）n由烷基醇和環氧乙烷反應生成：由烷基醇和環氧乙烷反應生成：n烷基的碳原子數通常為烷基的碳原子數通常為1020n氧乙烯的聚合度為氧乙烯的聚合度為1100n烷基中碳原子數越多，表面活性劑越親油烷基中碳原子數越多，表面活性劑越親油n氧乙烯聚合度越大，表面活性劑越親水氧乙烯聚合度越大，表面活性劑越親水 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）非離子表面活性劑特點非離子表面活性劑特點n存在濁點，只能在濁點以下使用存在濁點，只能在濁點以下使用n主要靠聚

19、氧乙烯基（即醚鏈）與水形成氫鍵而溶主要靠聚氧乙烯基（即醚鏈）與水形成氫鍵而溶于水的。由于溫度升高，氫鍵減弱，所以聚氧乙于水的。由于溫度升高，氫鍵減弱，所以聚氧乙烯烷基醇醚在水中的溶解度也是隨著溫度升高而烯烷基醇醚在水中的溶解度也是隨著溫度升高而下降的。通常把某一質量分數的表面活性劑水溶下降的。通常把某一質量分數的表面活性劑水溶液出現渾濁時的溫度稱為該質量分數下的濁點。液出現渾濁時的溫度稱為該質量分數下的濁點。n特別適用于有鈣、鎂離子和礦化度高的地層特別適用于有鈣、鎂離子和礦化度高的地層 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）5. 聚氧乙烯烷基苯酚醚（聚氧乙烯烷基苯酚醚（OP型表面活性劑型表

20、面活性劑n碳原子數通常為碳原子數通常為812，而氧乙烯的聚合度，而氧乙烯的聚合度為為1100n存在濁點，只能在濁點以下使用存在濁點，只能在濁點以下使用n特別適用于有鈣、鎂離子和礦化度高的地層特別適用于有鈣、鎂離子和礦化度高的地層 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）6斯盤型和吐溫型表面活性劑斯盤型和吐溫型表面活性劑n斯盤型斯盤型n由脂肪酸與山梨糖醇通過酯化反應生成由脂肪酸與山梨糖醇通過酯化反應生成 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）土溫（土溫（Tween）型）型 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）n親油基由氧丙烯親油基由氧丙烯(

21、即環氧丙烷）聚成。即環氧丙烷）聚成。n聚氧丙烯的相對分子質量超過聚氧丙烯的相對分子質量超過1000就具有親油的就具有親油的性質（每一個性質（每一個-C3H6O-約相當約相當04個個-CH2-的作用）的作用）n屬于高分子表面活性劑。屬于高分子表面活性劑。 7.聚醚型表面活性劑聚醚型表面活性劑 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 有兩個親水基團，水溶性好，耐鹽能力有兩個親水基團，水溶性好，耐鹽能力強強 很有發展前景的表面活性劑很有發展前景的表面活性劑8非離子非離子-陰離子型兩性表面活性劑陰離子型兩性表面活性劑 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（

22、華東） 中國石油大學（華東）9含氟表面活性劑含氟表面活性劑n含氟表面活性劑是指碳鏈中的氫原子為氟原含氟表面活性劑是指碳鏈中的氫原子為氟原子取代的表面活性劑。子取代的表面活性劑。（l）表面活性高）表面活性高n它的水溶液的表面張力可低至它的水溶液的表面張力可低至 20 mNm-1（有些（有些甚至可低至甚至可低至12mNm-1。（2）化學性質穩定）化學性質穩定n耐溫、耐酸、耐堿、耐氧化劑。耐溫、耐酸、耐堿、耐氧化劑。n 含氟表面活性劑主要與一般表面活性劑復配含氟表面活性劑主要與一般表面活性劑復配使用（價格高）使用（價格高） 中國石油大學（華東） 第二節第二節 高分子高分子 中國石油大學（華東）一、高

23、分子的特點一、高分子的特點1.高分子：高分子：指相對分子質量從幾千到幾百萬指相對分子質量從幾千到幾百萬(甚至幾千萬甚至幾千萬)的化合物。的化合物。 通常是由一種或幾種低分子聚合而成，又稱為通常是由一種或幾種低分子聚合而成，又稱為聚合物或高聚物。聚合物或高聚物。2.高分子于低分子的區別高分子于低分子的區別(1)高分子的分子間力比低分子大高分子的分子間力比低分子大 n色散力隨相對分子質量的增大而增大色散力隨相對分子質量的增大而增大 n色散力常常超過定向力、誘導力而起主要作用色散力常常超過定向力、誘導力而起主要作用 中國石油大學（華東）(2)高分子的構象多高分子的構象多構象：構象：n同種分子在運動中

24、的各種形象同種分子在運動中的各種形象n分子中的原子在保持鍵角不變的情況下繞單分子中的原子在保持鍵角不變的情況下繞單鍵進行內旋轉而產生的鍵進行內旋轉而產生的n高分子構象多高分子構象多n構成高分子的原子多構成高分子的原子多n高分子蜷曲程度不同高分子蜷曲程度不同 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）(3)高分子具有多分散性高分子具有多分散性高分子是一種大小不同的同系分子的混合物。高分子是一種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，組成高高分子是由低分子聚合而成的，組成高分子的低分子稱為分子的低分子稱為單體單體。 v高分子是由許多重復單元通過共價鍵連高分子

25、是由許多重復單元通過共價鍵連接而成，重復單元稱為接而成，重復單元稱為鏈節鏈節。v重復單元的數目，稱為重復單元的數目，稱為鏈節數鏈節數。v鏈節中元素相對原子質量的總和叫做鏈節中元素相對原子質量的總和叫做鏈鏈節相對分子質量節相對分子質量。 中國石油大學（華東）1.1.數均相對分子質量數均相對分子質量Mrn 用端基分析、冰點降低、沸點升高、滲透壓、蒸氣壓降用端基分析、冰點降低、沸點升高、滲透壓、蒸氣壓降低等方法測得的相對分子質量是數均相對分子質量。低等方法測得的相對分子質量是數均相對分子質量。 二、高分子的相對分子質量二、高分子的相對分子質量 中國石油大學（華東）2.2.重均相對分子質量重均相對分子

26、質量Mrw用光散射法測得的相對分子質量是重均相對分子質量用光散射法測得的相對分子質量是重均相對分子質量 中國石油大學（華東）3. Z均相對分子質量均相對分子質量Mrz 用超速離心法測得的相對分子質量為用超速離心法測得的相對分子質量為Z均相對分子質量均相對分子質量 中國石油大學（華東）4.粘均相對分子質量粘均相對分子質量Mrv用粘度法測得的相對分子質量是粘均相對分子質量用粘度法測得的相對分子質量是粘均相對分子質量 中國石油大學（華東） 5.幾種相當分子質量的關系幾種相當分子質量的關系nMrn Mrw Mrz vMrn = = Mrw = = Mr 說明高分子是均一的。說明高分子是均一的。vMrw

27、Mrn或或MrzMrn越大，分子量分布越分散越大，分子量分布越分散n當當a=1a=1時，時， M Mrvrv= =M Mrwrwn當當0 0a al l時，時，M MrnrnM MrvrvM Mrwrw 中國石油大學（華東）三、聚合反應三、聚合反應 由低分子生成高分子的反應叫聚合反應。由低分子生成高分子的反應叫聚合反應。 聚合反應分為加聚反應和縮聚反應。聚合反應分為加聚反應和縮聚反應。 中國石油大學（華東）1加聚反應加聚反應 定義：定義：產物：產物：由加聚反應得到的產物叫加聚物。由加聚反應得到的產物叫加聚物。分類：分類：加聚物分為均加聚物和共加聚物加聚物分為均加聚物和共加聚物由許多相同或不相同

28、的低分子化合為高由許多相同或不相同的低分子化合為高分子，但無任何新的低分子產生的過程。分子，但無任何新的低分子產生的過程。 中國石油大學（華東）2縮聚反應縮聚反應定義：定義：產物：產物：由縮聚反應得到的產物叫縮聚物。由縮聚反應得到的產物叫縮聚物。分類：分類：縮聚物分為均縮聚物和共縮聚物。縮聚物分為均縮聚物和共縮聚物。由許多相同或不相同的低分子化合為高分由許多相同或不相同的低分子化合為高分子子, ,但同時有新的但同時有新的低分子低分子（例如水、氨或（例如水、氨或氯化氫）產生的過程。氯化氫）產生的過程。 中國石油大學（華東）四、高分子的結構(1)直鏈線型結構直鏈線型結構n由高分子鏈節連成長鏈的高分

29、子。由高分子鏈節連成長鏈的高分子。n由于長鏈高分子中原子的內旋轉，直鏈線型高分子除采由于長鏈高分子中原子的內旋轉，直鏈線型高分子除采取伸直的構象外，主要采取蜷曲的構象取伸直的構象外，主要采取蜷曲的構象1、高分子的結構類型、高分子的結構類型 中國石油大學（華東）(2)支鏈線型結構支鏈線型結構n由鏈節連成長鏈高分子外，在長鏈的周圍還有相當數量由鏈節連成長鏈高分子外，在長鏈的周圍還有相當數量 的側鏈，有時側鏈上還有分支；的側鏈，有時側鏈上還有分支；n連成長鏈的部分叫主鏈，而連在主鏈周圍的側鏈叫支鏈。連成長鏈的部分叫主鏈，而連在主鏈周圍的側鏈叫支鏈。 中國石油大學（華東）(3)交聯體型結構交聯體型結構

30、當高分子的鏈與鏈間用交聯鏈把它們連接起來，就形成當高分子的鏈與鏈間用交聯鏈把它們連接起來，就形成交聯體型結構交聯體型結構. 中國石油大學（華東）2.不同結構高分子產生的原因不同結構高分子產生的原因官能度：指合成高分子的單體中能生成新鍵的活性官能度：指合成高分子的單體中能生成新鍵的活性 點數目，點數目，合成高分子的單體的官能度合成高分子的單體的官能度2.2. v若合成高分子單體的官能度若合成高分子單體的官能度= =2，又不發生任何，又不發生任何副反應，形成直鏈線型高分子。副反應，形成直鏈線型高分子。v若聚合反應中存在有官能度若聚合反應中存在有官能度2的單體，根據反的單體，根據反應物的比例和聚合程

31、度，產物可以是直鏈線型、支應物的比例和聚合程度，產物可以是直鏈線型、支鏈線型或交聯體型的高分子。鏈線型或交聯體型的高分子。 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）五、高分子的分類五、高分子的分類 1按高分子結構分類按高分子結構分類2按高分子性質分類按高分子性質分類3按高分子的來源分類按高分子的來源分類 中國石油大學（華東）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 主要按來源命名。主要按來源命名。例：黃單胞桿菌屬（例：黃單胞桿菌屬（Xanthomonas）細菌）細菌發酵而來的膠叫黃胞膠（發酵而來的膠叫黃胞膠（xanthan Gum）。）。2 天然高分子的命名天然

32、高分子的命名 天然高分子也主要按來源命名。天然高分子也主要按來源命名。例：從海洋低等植物褐藻來的膠叫褐藻膠；從例：從海洋低等植物褐藻來的膠叫褐藻膠；從豆科植物田箐種子胚乳來的膠叫田青膠等。豆科植物田箐種子胚乳來的膠叫田青膠等。 中國石油大學（華東）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應和原料命名。合成高分子常按合成的基本反應和原料命名。（l）均加聚物）均加聚物在合成單體的前面加一在合成單體的前面加一“ 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）共加聚物在合成單體后面加在合成單體后面加“ 共聚物

33、共聚物 ” 等字。等字。例：乙烯與苯乙烯共聚物、丙烯酸與二乙烯苯共聚物、例：乙烯與苯乙烯共聚物、丙烯酸與二乙烯苯共聚物、辛基苯乙烯與苯乙烯磺酸鈉共聚物辛基苯乙烯與苯乙烯磺酸鈉共聚物 中國石油大學（華東）（3）均縮聚物）均縮聚物在合成單體前面加在合成單體前面加“ 聚聚” 字，例：聚乙二醇。字，例：聚乙二醇。（4）共縮聚物）共縮聚物在合成單體后面加在合成單體后面加“樹脂樹脂” ” 兩字，如酚醛樹兩字，如酚醛樹脂、脲醛樹脂等；或直接在單體后面加脂、脲醛樹脂等；或直接在單體后面加“縮聚縮聚物物” ” 等字。如酚醛樹脂可叫苯酚與甲醛的縮等字。如酚醛樹脂可叫苯酚與甲醛的縮聚物，脲醛樹脂可叫尿素與甲醛的縮聚

34、物。聚物，脲醛樹脂可叫尿素與甲醛的縮聚物。 中國石油大學（華東）七、重要的高分子七、重要的高分子 中國石油大學（華東）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分為低壓聚乙烯和高壓聚乙烯。分為低壓聚乙烯和高壓聚乙烯。 在在120200MPa、170200及氧催化下，乙烯聚及氧催化下，乙烯聚合產生如下高壓聚乙烯。合產生如下高壓聚乙烯。 中國石油大學（華東）(2)支鏈度的定義1000個碳原子上的甲基個數。 中國石油大學（華東）(3)聚乙烯的性質聚乙烯的性質高壓聚乙烯高壓聚乙烯低壓聚乙烯低壓聚乙烯白色固體白色固體硬度、密度、熔點低硬度、密度、熔點低不溶于水不溶于

35、水60以上溶于苯等以上溶于苯等耐酸、堿耐酸、堿不耐氧化劑不耐氧化劑白色固體白色固體硬度、密度、熔點高硬度、密度、熔點高不溶于水不溶于水60以上溶于苯等以上溶于苯等耐酸、堿耐酸、堿不耐氧化劑不耐氧化劑 中國石油大學（華東） 2聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺的性質：聚丙烯酰胺的性質：n聚丙烯酰胺對熱比較穩定聚丙烯酰胺對熱比較穩定n固體在固體在220230軟化軟化n水溶液在水溶液在93以后明顯地發生降解反應以后明顯地發生降解反應n聚丙烯酰胺不溶于汽油、煤油、柴油、苯、甲苯聚丙烯酰胺不溶于汽油、煤油、柴油、苯、甲苯和二甲苯，溶于水。和二甲苯，溶于水。 中國石油大學（華東）聚丙烯酰胺的反應v與堿反應與堿反應nPA

36、M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），），nHPAM有更好的增粘能力有更好的增粘能力 中國石油大學（華東）聚丙烯酰胺的反應v亞胺化反應n 在強酸性下進行（pH2.5）n結果使溶解度降低。n分子內亞胺化n分子間亞胺化 中國石油大學（華東）v與醛反應n聚丙烯酰胺可與甲醛作用生成羥甲基化聚丙烯酰胺（注意pH值條件）n羥甲基化聚丙烯酰胺與胺的鹽酸鹽作用，可得陽離子型聚丙烯酰胺 聚丙烯酰胺的反應 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）聚丙烯酰胺的反應聚丙烯酰胺的反應v降解反應降解反應n高分子在物理因素或化學因素作用下發生的相對分高分子在物理因素或化學因素作用下

37、發生的相對分子質量降低的反應。子質量降低的反應。n光、熱和機械作用下的降解光、熱和機械作用下的降解 n氧化劑作用下的降解，氧化劑作用下的降解， 可用除氧劑減少氧化降解可用除氧劑減少氧化降解 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）聚丙烯酰胺的反應聚丙烯酰胺的反應n交聯反應交聯反應n線型高分子通過分子間化學鍵的形成而產生體型高線型高分子通過分子間化學鍵的形成而產生體型高分子的過程。分子的過程。nHPAM交聯劑：能使線型高分子產生交聯的物質交聯劑：能使線型高分子產生交聯的物質n醛類醛類：甲醛、乙醛、乙二醛：甲醛、乙醛、乙二醛n高價金屬離子高價金屬離子：Zr4+、Ti4+、Cr3+、Al3+ 中國

38、石油大學（華東） 中國石油大學（華東）多核羥橋絡離子1.絡合絡合2.水解3.羥橋作用4.進一步水解和羥橋作用 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 鉻凍膠n用用Cr3+組成的多核羥橋絡離子交聯溶液中帶組成的多核羥橋絡離子交聯溶液中帶-COO-的的聚合物（如聚合物（如HPAM）生成。）生成。nCr3+可來自可來自nKCr（SO4）2、CrCl3、Cr（NO3）2、Cr（CH3COO）3，n由由Cr6+（如（如K2Cr2O7、Na2Cr2O7）用還原劑（如）用還原劑（如Na2S2O3、Na2SO3、NaHSO3）還原得到）還原得到 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）3聚氨基甲酸酯聚氨

39、基甲酸酯n聚氨基甲酸酯：由多羥基化合物與多異聚氨基甲酸酯：由多羥基化合物與多異氰酸酯聚合而成。氰酸酯聚合而成。n常用作防蠟涂料和保溫的泡沫塑料。常用作防蠟涂料和保溫的泡沫塑料。 中國石油大學（華東）4酚醛樹脂酚醛樹脂由苯酚與甲醛通過縮聚反應生成由苯酚與甲醛通過縮聚反應生成（1）熱固性酚醛樹脂）熱固性酚醛樹脂 v合成條件合成條件n堿性催化劑（例如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鋇）堿性催化劑（例如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鋇）n苯酚和甲醛的摩爾比小于苯酚和甲醛的摩爾比小于1v物理性質物理性質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

40、、柴油、苯、甲苯、二甲苯等非極性溶劑。柴油、苯、甲苯、二甲苯等非極性溶劑。 中國石油大學（華東）v固化反應固化反應n熱固性酚醛樹脂加熱后，可變成不溶不熔的交熱固性酚醛樹脂加熱后，可變成不溶不熔的交聯體型的酚醛樹脂聯體型的酚醛樹脂 。n熱固反應可在催化劑作用下加速進行。例如用熱固反應可在催化劑作用下加速進行。例如用酸性催化劑（如鹽酸、草酸或可產生酸的鹽如酸性催化劑（如鹽酸、草酸或可產生酸的鹽如氯化亞錫、氯化銨等）氯化亞錫、氯化銨等） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）v改性反應改性反應(與環氧乙烷反應與環氧乙烷反應) 在酚醛樹脂中引入親水的聚氧乙烯基，產物的在酚醛樹脂中引入親水的聚氧乙烯

41、基，產物的水溶性可以大大提高，由于它的支鏈結構，對水溶性可以大大提高，由于它的支鏈結構，對水有很好的增粘作用。水有很好的增粘作用。 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）（2）熱塑性酚醛樹脂）熱塑性酚醛樹脂v合成合成n酸性催化劑（例如鹽酸、草酸）酸性催化劑（例如鹽酸、草酸）n苯酚對甲醛的摩爾比大于苯酚對甲醛的摩爾比大于1v性質性質n固化固化n需外加交聯劑（需外加交聯劑（HCHO、N4(CH2)6）n親水性改性親水性改性 中國石油大學（華東）5脲醛樹脂脲醛樹脂n由尿素與甲醛通過縮聚反應生成。由尿素與甲醛通過縮聚反應生成。 n熱固性脲醛樹脂：熱固性脲醛樹脂：n合成合成n堿性催化劑堿性催化劑n尿

42、素對甲醛的摩爾比小于尿素對甲醛的摩爾比小于1n性質性質n熱固性熱固性n易溶于乙醇、丙酮，微溶于水，但不溶于非極性溶劑易溶于乙醇、丙酮，微溶于水，但不溶于非極性溶劑 n親水性改性親水性改性n可使用酸性催化劑（例如鹽酸、草酸）加速熱固反應可使用酸性催化劑（例如鹽酸、草酸）加速熱固反應 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）6環氧樹脂環氧樹脂 n凡含環氧基凡含環氧基的樹脂都叫環氧樹脂的樹脂都叫環氧樹脂 n由環氧氯丙烷與二酚基丙烷（也叫雙酚由環氧氯丙烷與二酚基丙烷（也叫雙酚A），在氫氧化鈉催化下），在氫氧化鈉催化下制得制得n添加劑添加劑n增韌劑：如鄰苯二甲酸二丁酯；增韌劑：如鄰苯二甲酸二丁酯；n稀釋劑：如丙酮、乙醇；稀釋劑：如丙酮、乙醇；n填充劑：如鐵粉、鋁粉、氧化鋁、云母粉、玻璃粉等。填充劑：如鐵粉、鋁粉、氧化鋁、云母粉、玻璃粉等。 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）7、聚糖、聚糖 n聚糖可由單糖縮聚而成聚糖可由單糖縮聚而成n單糖指符合通式單糖指符合通式Cn( H2O )n一類最簡單的一類最簡單的碳水化合物。碳水化合物。 中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）n糖的糖的 、結構結構n鄰位順式