聚合物在高於熔點的情況在解聚,降溫後會重新聚合嗎?
NaCl過熔點之後降溫呢、
高溫解聚對聚合物單體會不會分解?
樓上說的玻璃化溫度針對非晶態聚合物,熔點是針對晶態聚合物。不過熱降解其實和聚合物的熔點無關……主要看的是分解溫度。分解溫度和聚合物結構有關,和它的聚集態無關。比如PVC加熱就會降解,但是PI很難降解就可以作耐高溫材料。
聚合物的熱降解有三種機理:解聚、無規斷裂、脫側基。解聚:聚合物從分子鏈末端開始生成自由基,單體一個個脫下來,就像是聚合的逆反應。典型的是二取代乙烯基聚合物如PMMA、PTFE,還有聚甲醛。這樣會得到單體分子。
無規:降解時主鏈上任何一個點都可以斷,所以會產生碎片啊單體啊啥都有。典型的是PS,還有各種縮聚的高分子。脫側基:側基活潑就會優先脫除。比如PVAc脫乙酸,PVC脫HCl。因此,聚合物在高溫下降解會得到單體、碎片、低聚物之類的,很複雜。顯然這時候降溫也無法聚合啊,聚合得有單體、引發劑、合適的溫度。NaCl這種小分子熔化凝固之後還是NaCl,不會發生變化。謝邀。
結論是,不行。
首先一個概念是:高分子的分解溫度跟熔融溫度沒有必然聯繫,有些高分子的分解溫度是要低於熔融溫度的,即沒有變成粘流態就開始分解了。
而高分子的分解,一般來說都是長鏈變成了短鏈(會降低高分子平均分子量,增大分子量分布),一些基團變成小分子離開(比如高溫加熱PVC會有HCl產生),單體開始從鏈一端開始脫落,或者一些內部鏈轉移反應。這一過程基本都是化學變化,並非NaCl熔融這種物理變化。
高分子的聚合,根據反應原理可以分為縮聚,自由基聚合,離子聚合等等,都需要達到一定反應條件才行。而高溫熔融情況下,是很難達到這樣的條件的。所以高分子分解反應,基本是一個不可逆的反應。在高溫熔融之後對高分子結構造成的傷害,是不可逆的,即使降溫了也不行。
別說解聚了,當有些結晶高分子熔融了,未達到分解溫度,再降回室溫,結晶形態/高分子鏈取向這些物理性質,都會有很大變化。因為高分子是部分結晶的,其結晶形態是無規則的(單晶屬於極端特殊情況)。結晶形態這些物理性質都無法做到可逆,更何況分解反應這種涉及到化學變化的變化了。
以上。應該是不能的 在熱降解過程中不會形成用於聚合的活性中心
謝邀,知乎專業上第一答。前面的幾位已經的介紹的很詳細了。對於非晶聚合物,存在玻璃化轉變溫度和黏流轉變溫度,兩個轉變對應玻璃態,橡膠態和黏流態,也就是經常說的「三相兩轉變」。熔點這個定義針對於結晶性的聚合物,結晶型聚合物同樣存在玻璃化轉變溫度和黏流轉變溫度,熔點在玻璃化轉變溫度之後,根據聚合物的分子量的不同,熔點和黏流轉變溫度的先後順序不同。對於聚合物的解聚的機理,現在贊數最多的已經解答的很詳細了。自由基聚合和離子聚合方面我接觸的比較少,自己主要研究親核縮聚方面,所以以親核縮聚為例解釋,一般情況下聚合物的解聚溫度要比熔點高出很多,聚合物在解聚之後,發生的是官能團之間的斷裂,這樣的斷裂是不可逆的,不會再次發生聚合,這就是有的時候我們在聚合時候粘度上到一定程度,突然變稀,那就可以結束聚合了,因為絕對失敗了。NaCl過熔點之後,變為熔融態,成為Na陽離子和Cl陰離子,溫度降下來之後又重新變化為NaCl,這和聚合物的解聚是兩個概念。最後一個問題,對於親核縮聚,如果在聚合過程中發生解聚,分解生出的可能是多聚體,也有可能是單體,這時的單體可能發生分解,也可能沒有,要看溫度是否達到單體的鍵能斷裂所需要的能量。最後還是感謝邀請,因為最近實驗很緊,老闆也給了很多任務,幾乎把知乎忘記了,這次邀請讓我重新回到知乎,心裡很是興奮。
首先,關於解聚。不是在熔點之上解聚的,溫度到達熔點後只是結晶部分會發生熔融。這跟解聚不是一個概念,只是排列規整的分子鏈發生鬆弛成了無規自由的排列。而解聚是分子鏈發生了斷裂。因此如果只是到達熔點之上,再降溫回來,鬆弛的分子鏈會發生重排,在一定的溫度會重新結晶。但如果已經解聚是不能再重聚的,因為已經沒有了聚合條件,分子鏈已經發生斷裂了。
大學學過高分子化學以及物理的人認為這個事情不太可能發生,因為聚合的條件已經不存在了。另外,聚合物不提熔點吧,一般還是說玻璃化溫度的。
不會重新聚合。
聚合物解聚是因為共價鍵斷裂。化學過程。不可逆。單單靠降溫不會重新聚合。
NaCl氯化鈉晶體由離子鍵構成。晶體融化是相變化過程(物理過程)不涉及化學鍵斷裂。相變化是熱量的吸收與釋放過程,呈現液態到固態,固態到液態的可逆轉變。所以,NaCl可以在熔化後通過降溫再一次變化為固態NaCl。過程類似,「冰化水」和「水結冰」。所學淺薄,只能解釋到此。關鍵詞:化學鍵(離子鍵,共價鍵),相變化(相轉移)。緊張的第一答~基本不可能。樓上都說得挺差不多了。首先得明白的是高分子聚合物高於熔點(如果存在熔點)時融化並不代表發生了降解,分子鏈上的共價鍵此時並沒有斷裂(打破共價鍵所需能量低於造成粘流時所需能量的聚合物除外,對於這類高聚物,會在發生粘流前降解),這點和NaCl這類的離子晶體由於升溫打破離子鍵而溶解有所不同。其次,即便真的達到了降解的溫度,一旦發生降解,就我目前有限的了解,幾乎不可能重新聚合。小吉的答案說了親核縮聚方面。另一方面就是加成聚合(addition polymerization)。這類高分子聚合過程中需要有相對穩定的活性中心方可進行鏈增長過程。根據聚合機理不同,活性中心通常又可以分為自由基、陰離子和陽離子幾種,這些活性中心通常均需要引發劑來獲得。而熱降解時,分子鏈受熱斷裂並不會重新產生穩定的活性中心。這裡『穩定』這個概念很重要。也就是說即便無氧條件下受熱分解的瞬間可能會產生自由基,但其仍舊會馬上反應,沒有辦法存在足夠的時間來重新聚合回到原來的狀態。
褻腰~
首先,我問題沒有看懂。
高分子博大精深,如果是具體哪一種物質可能更好回答。按照我揣摩人心的本領,題主的問題可以用不是人話的方式翻譯成,加熱到高分子可以進行分子鏈自由運動的狀態,然後讓分子降解,然後再進行聚合。
所以題主的想法是,找到一種可回收在利用高分子的一籃子解決辦法。
本科的時候想過類似的問題。
不過目前看來答案是否定的。為了說明回收在利用高分子的本質,我們採用經典的講解模型。有一鍋麵條,不管是炒麵拌面拉麵冷麵,我們需要把麵條切斷,再變成想要的麵條,這麼一個過程。那麼問題來了。
簡單的列舉幾個點
1.麵條是很難再切成麵粉大小的,所以就不能完全變成原始產物。而且也沒有技術可以精準無比的把麵條切成相同的大小。所以再生產時就會碰到許多問題。熱降解對高分子還是負面作用為主。比如,一碗面,再燒斷之前,很可能變成糊。比較常見的還是剪切力。
2.我們知道,有許多聚合方法。那種聚合方法可以用,而這種聚合方法是否可以再次引發聚合低聚物真的就見仁見智了。理論上不無可能,但是實際應用上就要花些功夫了。
3.回收物質裡面多種雜質。那麼問題來了。地溝油是可以做麵條的,但是做出來的東西我就不解釋了。
先寫這麼多,其實最好的辦法還是省著用。生物降解,自然降解,不要自然的碳循環。
而且,提一個更加高大上且可行的方法。如果可以不加抗氧但是又能做到表面阻隔氧氣,那麼再使用完畢後去掉表面保護,然後就可以氧氣自然降解了。
嗯,發表論文了記得掛上我的名字,謝謝。
補充下,感覺題主對有機,無機,高分子,降解,晶格破壞,分子化學鍵的斷裂和分子間運動的等概念區別還沒有理解,所以後兩個問題就不答了應該是不會的。首先,高分子聚合是在一定條件下(溫度,引發劑,輻射等等)單體活性中心上不斷有單體增長的過程。解聚後升溫,並沒有再引發聚合的條件。第二,解聚時,共價鍵需要很大的能量才能被打斷,大分子變成小分子的過程中,有些氣化,有些因溫度較高碳化,一定發生了許多不可逆的副反應。所以再聚合幾乎不可能。你說的再聚合是否因為觀察到了高分子升溫變軟再降溫又變硬的過程才提出這個說法了呢?高分子的聚集態很複雜,可以理解為一團纏繞的線團。當升溫時,裡邊的運動單元(鏈節)逐漸被解放,進而在宏觀上材料變軟,大概可以簡單對照鏈節被「解凍」理解。(當然,對於熱塑還是熱固,結晶還是非晶,行為都會不同,這裡先不討論)但這一整套過程都是物理過程,熱力學可逆,並未涉及化學變化。所以如果是觀察到了高分子受熱變軟再冷卻變硬成型的現象,還希望不要和解聚降解等等混為一談。若能好好控制解聚反應,在一定條件下的再聚合也有理論可能。但前提是熱解是完全是解聚反應。
最後,如果真的有一種高分子做得到降解以後又聚合,那真是世紀發現!可回收利用,是環境友好材料;運輸時固態液態氣態隨你轉換;二次加工成型方便,連粉料粒料什麼的都不要生產,隨便拿過什麼來就用…恕我愚笨,目前想想就覺得有點不現實,簡直不敢下手做此研究。
高分子學生怒答一發。 高分子可分為兩種,一是非晶類,一是結晶類。非晶類沒有熔點這一概念(不結晶怎麼熔融),只有玻璃化溫度和粘流溫度分解溫度這幾大「相轉變」溫度,結晶類才有熔點一說。 背景知識介紹完畢。 至於高分子的降解,一般是指分子鏈內化學鍵的斷裂,這種斷裂一般來說是不可逆的,發生了就發生了,要想重新形成大分子鏈基本不可能了。NaCl不同,它是離子晶體,粒子見作用力是離子鍵,它的熔融是一個物理變化,是可逆的。另外,NaCl組成是Na+和Cl–,本身就是最小的化學組成單元了(別給我電子夸克什麼的,這裡說的是化學組成單元),已無法再降解了。
不會。解聚的話指分子鏈斷裂了,降溫後會變成分子量較小的聚合物及其他分解產物,而聚合的話需要合適的條件(溶劑引發劑溫度等等等等)。
既然發生降解,就已經發生共價鍵斷裂,即使降溫無活性中性也基本難以再次聚合(可能會有少量的鏈轉移)。
一般不會滴,降解的過程是很複雜的
謝邀,先佔個坑。我的答案是不能。回頭再詳細分析
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