第八章 缩聚原理及生产工艺
缩聚生产工艺
n HOCH2CH2COOC－ Nhomakorabea－COOCH2CH2OH
O O C OCH2CH2OH
H
OCH2CH2OC
n 把异缩聚变成均缩聚，保证等当量配比。 优点： ①能保证质量（把异缩聚变成均缩聚，便可不考虑 原料配比对分子量的影响） ②工艺路线成熟 缺点： ①工艺路线复杂（制备DMT，消耗甲醇，流程 长，成本不易降低） ②成本高（副产甲醇，需增加回收设备）
1.原料配比对分子量的影响
对苯二甲酸 乙二醇 a-A-a b-B-b A—主体 a---官能团
naAa nbBb a[ AB]n b
DP：表示以重复单元表示的数均聚合度
Xn：表示以结构单元表示的数均聚合度 Xn = 2 DP
设令Na、Nb分别为官能团a、b的起始数，官能团a的反应程度为P， b分子过量即Nb>Na
主要原料
（1）．对苯二甲酸（TPA） 对苯二甲酸是芳香族二元羧酸的一种，它在常温下，外观为白色 晶体，无毒，易燃。稍溶于热乙醇，微溶于水，不溶于氯仿、乙醚 、醋酸，能溶于碱。对苯二甲酸由对二甲苯、苯酐或甲苯制得，主 要用于制造聚酯纤维和塑料。
（2）．对苯二甲酸二甲酯（DMT）
对苯二甲酸二甲酯是芳香族二元酯的一种，在常温下，外观为白色结晶 粉末，无毒、易燃，其蒸气或粉尘与空气混合至一定比例，遇热能发生爆 炸。对苯二甲酸二甲酯由对苯二甲酸与甲醇酯化，然后经重结晶或真空蒸 馏制得。
3. 界面缩聚(interfacial polycondensation)
单体分别溶解于两不互溶的溶剂中，反应在两相界面上进行的 缩聚。工业上聚碳酸酯的合成采用界面缩聚。
特点
属于非均相体系，为不可逆聚合，要求单体活性 高；
• 反应温度低、反应速率快； • 溶剂的用量较多，处理和回收困难； • 产物分子量高，原料配比不要求完全等摩尔； • 大部分反应在有机溶剂一侧进行，要求所选的溶 剂可使聚合物沉淀析出。
聚合反应工程-缩聚生产工艺(涤纶)
3
2 逐步聚合类型 逐步聚合反应具体反应种类很多，概括起来主要有两大类： 缩合聚合（Polycondensation) 和 逐步加成聚合(Polyaddition) (1) 缩聚反应 a. 聚酯反应：二元醇与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等之间反应 n HO-R-OH + n HOOC-R’-COOH
溶剂的选择： ▲ 对单体和聚合物的溶解性好； ▲ 溶剂沸点应高于设定的聚合反应温度； ▲ 有利于移除小分子副产物：高沸点溶剂；溶剂与小分子形成共沸物。
26
2、溶液聚合
优点： ▲ 反应温度低，副反应少； ▲ 传热性好，反应可平稳进行； ▲ 无需高真空，反应设备较简单； ▲ 可合成热稳定性低的产品。
缺点： ▲ 反应影响因素增多，工艺复杂； ▲ 若需除去溶剂时，后处理复杂：溶剂回收，聚合物
H-(ORO-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
4
b. 聚醚化反应：二元醇与二元醇反应 n HO-R-OH + n HO-R’-OH H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
c. 聚酰胺反应：二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反应 n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl
无所谓引发、增长和终 止反应。反应活化能较 高，反应速率慢，以小 时计。
16
单体转化率、产物聚合度与反应时间关系示意图
产
单
物
体பைடு நூலகம்
聚
转
合
化
度
率
反应时间
17
5、缩聚反应的分类
（1）按反应热力学特征分为
平衡缩聚（可逆缩聚K<105 ） 不平衡缩聚（不可逆缩聚K>105 ）
缩合聚合生产工艺
2） 催化剂 为了加速缩聚平衡反应的进行，缩聚物 生产过程中有时须加入适当的催化剂。由于 催化剂具有选择性．应根据缩聚反应的类型， 反应条件等选择适当的催化剂。 3） 分子量调节剂与粘度稳定剂 用途不同，对产品平均分子量有不同须及时脱除
1 Xn 1 P K K pnw nw
聚合度与K平方根成正比，与低分 子副产物浓度平方根成反比。 低分子物可以不断除去，可获得较高的反 应程度和聚合度。 减少逆反应的措施：减压、加热或通惰性 气体等。 牛牛文档分享3、线型缩聚的实施方法
牛牛文档分享原料配方设计 熔融缩聚原料配方中除单体外，尚需加 入催化剂、分子量调节利、稳定剂等，用作 合成纤维时还需要添加消光剂，必要时须添 加着色剂。由于线型缩聚物的熔触粘度甚高， 所以通常不再进行熔融混炼以添加其他组分， 而是将合成纤维或热塑性塑料制品所需的各 种组分全部在原料配制艺与后处理 生产工艺较简单，反应结束后过滤、干燥即可得 到缩聚树脂。 该法限于少数无适当溶剂可溶解的缩聚树脂 生产或用来生产分子量较低的缩聚物，作为中间 产物以便于进一步缩聚。 产品分子量决定于：链增长速率、缩聚物沉 析速率、缩聚物的聚集态 进行非均相缩聚时，可改变一些反应条件和 因素，如单体浓度、反应温度、溶剂的性质或加 入适当盐类以提高缩聚物的溶解度；改变搅拌速 度，加入沉分享
溶液缩聚的优缺点：
优点：降低了反应温度，避免了单体与产物的分 解，反应比较缓和平稳、不需要高真空系统，对 单体纯度要求不严，对单体官能团的物质的量之 比要求也不严格。溶液缩聚对制备耐热聚合物如 聚砜、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等有独到之处。
缺点：要求高反应活性的单体；由于引入了溶剂， 溶剂的回收、精制使工艺过程复杂化，设备利用 率降低，产成本增加；且大部分溶后一个缩聚釜 的结构形式要求严格，近来多使用卧式分 室缩聚釜，内装多个圆环式搅拌器，以保 证不断地形成新鲜薄膜表面并与下半部的 流体混合。其简图见书图5－2所示。
缩聚反应概述
缩聚反应概述简介缩聚反应是一种常见的化学反应，其中两个或更多的小分子通过形成共价键而结合在一起，形成一个较大的分子。
这些反应通常需要催化剂的存在，以促进反应进行。
缩聚反应在许多领域都有应用，包括有机合成、高分子化学和生物化学。
大分子的形成在缩聚反应中，较小的分子结合形成较大的分子。
这种反应可以参考聚合反应，其中单体分子结合形成高分子链。
缩聚反应的反应物可以是两个相同的或不同的分子。
当不同的分子结合时，它们可以通过共价键或离子键来连接。
缩聚反应通常涉及亲电或亲核试剂，它们可以在反应中充当电子提供体或电子接受体。
这些试剂通常具有不稳定的化学键，在反应中会发生断裂并形成新的键。
这种反应引发了大分子的形成，同时释放出小分子（例如水分子或氨分子）作为副产物。
催化剂的作用大多数缩聚反应需要一个催化剂，它可以显著加快反应速度。
催化剂通过提供一个能够降低反应的活化能的反应路径来起作用。
这意味着催化剂可以使反应在更温和的条件下进行，从而节省能源并减少副产物的形成。
催化剂通常与反应物发生相互作用，形成一个活性中间体。
这个活性中间体是反应物结合并发生反应的临时物种。
在催化剂的作用下，反应物之间的化学键会发生断裂，而新的化学键会形成。
完成反应后，催化剂可以再次参与到下一个反应中，因此只需少量的催化剂即可进行大量的反应。
实际应用缩聚反应在很多领域都有实际应用。
以下是一些常见的应用：•有机合成：有机合成中经常使用缩聚反应来构建复杂的有机分子。
例如，酯化反应是一种常见的缩聚反应，用于合成酯类化合物。
•高分子化学：聚合反应是一种特殊的缩聚反应，用于制备高分子聚合物。
例如，聚乙烯是通过乙烯单体的聚合反应得到的。
•生物化学：生物体内的许多重要反应都是通过缩聚反应实现的。
例如，蛋白质合成过程中的肽键形成就是一种缩聚反应。
总结缩聚反应是一种常见的化学反应，其中两个或更多的小分子通过形成共价键而结合在一起，形成一个较大的分子。
这些反应通常需要催化剂的存在，以加快反应速率。
《缩聚和逐步聚合》课件
聚合过程中单体分子在聚合物链附近的扩散和碰撞是控制步骤。
反应控制机理
聚合过程中单体分子之间的化学反应是控制步骤。
逐步聚合反应的原理 逐步聚合反应的类型
温度
通常需要在一定温度下进行聚合，以促进单体分子之间的化学反应。
压力
通常需要在一定压力下进行聚合，以促进单体分子之间的碰撞和扩散。
逐步聚合反应的原理 逐步聚合反应的类型
02
逐步聚合的特点是反应速度较慢，产物高分子量较高，反应条件较为温和，但 在反应过程中可能会产生气泡和低分子量副产物。
03
在应用方面，缩聚反应在合成高分子材料方面应用广泛，尤其在合成高性能纤 维和工程塑料方面具有优势；而逐步聚合在合成涂料和粘合剂方面应用较多， 尤其是在建筑和家具行业。
CHAPTER 05
催化剂
某些逐步聚合反应需要使用催化剂来加速聚合过程。
溶剂
某些逐步聚合反应需要在溶剂中进行，以降低聚合物的粘度并促进聚合过程中的传质和 传热。
CHAPTER 04
缩聚和逐步合成高分子材料
缩聚反应可以合成各种高分子材料，如聚酯、聚 酰胺、聚氨酯等，广泛应用于塑料、纤维、橡胶 等领域。
缩聚和逐步聚合的未来展望
新材料与新技术的应用
随着科技的发展，将会有更多的新材料和新技术应用于缩 聚和逐步聚合领域，推动聚合物的不断创新和发展。
可持续发展与环保
未来的缩聚和逐步聚合将更加注重可持续发展和环保，采 用更加环保的原料和催化剂，降低能耗和污染，实现聚合 物的绿色合成。
跨学科合作与交叉融合
随着各学科之间的交叉融合，未来的缩聚和逐步聚合将更 加注重与其他领域的合作与交流，如化学、物理、生物医 学等，推动聚合物的多元化和智能化发展。
缩聚反应例子-概述说明以及解释
缩聚反应例子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：缩聚反应是一种化学反应过程，通过将小分子单体结合成高分子化合物的方法，从而形成更大的分子结构。
这种反应过程在化工领域具有重要的应用价值，可以制备各种高分子材料，如塑料、橡胶、纤维等。
缩聚反应是一种常见且重要的化学反应类型，被广泛应用于工业生产和科研领域。
在缩聚反应中，通常利用引发剂或催化剂促使单体分子之间形成共价键结合，从而逐渐增大分子量。
这种方法可以控制高聚物的分子结构和性质，从而制备具有特定功能和性能的材料。
缩聚反应具有高效、可控性强和成本低的优点，因此受到广泛关注。
本文将重点介绍缩聚反应的概念、原理以及在化工领域的应用，希望能为读者提供一些有益的信息和启发。
通过深入了解缩聚反应，可以更好地理解其在化工生产中的作用和意义，促进相关领域的发展和应用。
1.2 文章结构文章结构部分将会分为三个主要章节，分别是引言、正文和结论。
在引言部分，将会对缩聚反应进行概述，介绍文章的结构以及说明文章的目的。
在正文部分，将会详细介绍缩聚反应的概念、原理，并探讨其在化工领域的应用。
在结论部分，将会总结文章的主要内容，强调缩聚反应的重要性，并展望未来缩聚反应的发展方向。
1.3 目的本文的目的是探讨缩聚反应在化学领域中的应用和重要性。
通过对缩聚反应概念、原理以及在化工领域的具体应用进行详细的阐述，希望读者能够深入了解和掌握这一重要的化学反应过程。
同时，本文也旨在激发读者对化工领域中缩聚反应的兴趣，为相关领域的学习和研究提供参考和借鉴。
通过对缩聚反应的深入探讨，希望读者能够进一步认识到其在实际应用中的价值和意义，促进相关领域的发展和进步。
2.正文2.1 缩聚反应概念缩聚反应是一种化学反应过程，通过将小分子（单体）通过共价键结合成大分子（聚合物）的方法。
在这种反应中，单体分子中的官能团或化学键会被打破，然后重新形成聚合物的结构。
缩聚反应通常需要引入催化剂或者特定的反应条件来实现。
缩合聚合生产工艺
B 最后一个缩聚釜，不仅要求能够保证保持高真空，而 且高粘度物料必须在缩聚釜中，呈活塞式流动避免返混。
C 采用卧式分室缩聚反应釜。
卧式分室缩聚反应釜
卧式两段搅拌分室缩聚反应釜
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(5) 熔融缩聚间歇法生产工艺
A 间歇法生产装置：常用的为釜式反应器，为便于出料釜 底采用锥形。
●反应时间
●催化剂和稳定剂浓度 ●搅拌速度
●温度
●羧基残存率
●压力
●原料TPA质量
39
生产实例
影响因素
●催化剂及其浓度 ● EG/DMT摩尔比 ●反应温度 ●流量和时间 ●原料酸值
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生产实例
TPA法的优点
◆ 单体消耗少，生产成本低 ◆ 无甲醉生成省去甲醉回收工艺， ◆ EG/TPA配比通常低于EG/DMT配比，有利于减少投资 ◆ 利用TPA酸性自催化，省去了酯化催化剂
a. 反应程度(P)是参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值。 b. 逐步缩聚反应的单体转化率与反应程度的关系。
c. 当原料为等摩尔比时，平均结构单元数(Xn)与反应程度(P)关系
反应程度P的取值范围为0～1，极限值是P→1，但不等于1。
d. 缩聚反应的高聚物必须要达到一定的反应程度才有意义。
P 0.500 0.750 0.900 0.980 0.990 0.999
［M］m ＋ ［M］n
［M］m+n
式中n和m可取1，2，3，4······等任意正整数；M为单体 残基。
10
2 可逆平衡的特点
例如：聚酯化反应和低分子酯化反应相似，是可逆反应。
当K较小时，低分子副产物的存在对分子量影响较大。在实施 聚合反应时，人为地除去聚合反应伴生的小分子，使可逆反应 向聚合方向进行。
材料缩合聚合生产工艺
材料缩合聚合生产工艺引言材料缩合聚合是一种常见的生产工艺，用于制造复杂的材料结构和产品。
它涉及将两个或更多不同的材料聚合在一起，以形成一个整体材料。
这种工艺广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备和生物医学等领域。
本文将介绍材料缩合聚合的基本概念、原理和常见的应用。
什么是材料缩合聚合材料缩合聚合是一种组合材料制造工艺，通过将不同种类的材料聚合在一起，以获得新的材料性能和功能。
这种聚合过程通常涉及将材料暴露于高温或高压环境下，使其发生化学反应并粘合在一起。
聚合过程可以用于组装两个或多个材料以形成层压结构、复合材料或表面涂层。
材料缩合聚合的基本原理材料缩合聚合的原理基于两个基本步骤：接触和粘合。
在接触阶段，需要确保要聚合的两个材料能够紧密接触，并形成强的化学键。
这通常涉及清洁处理表面，以去除任何污垢或氧化物层，并使用适当的粘合剂或中间层来促进材料之间的黏附。
在粘合阶段，聚合材料通常暴露于高温或高压环境中，以促进化学反应和形成强大的粘合力。
这种聚合过程可以通过热压、化学反应或光聚合等不同的方法来实现。
每种方法都有其特定的优缺点，应根据具体应用需求选择适合的方法。
常见的材料缩合聚合工艺热压法热压法是最常用的材料缩合聚合工艺之一。
在这种方法中，需要将要聚合的材料放置在热压机中，并施加高温和高压力，使两个材料接触并形成化学键。
随着温度和压力的增加，聚合物之间的粘合力变得更强，并且可以形成坚固的结构。
化学反应法化学反应法涉及使用化学反应来促进材料之间的聚合。
这种方法通常需要在聚合材料之间引入适当的催化剂或交联剂，以促进化学反应的发生。
通过控制反应条件，可以实现所需的聚合效果，并获得具有特定性质和功能的聚合材料。
光聚合法光聚合法利用紫外线或可见光照射来促进材料之间的聚合。
这种方法通常需要使用光敏剂作为催化剂，当受到光照时，光敏剂会引发材料之间的聚合反应。
光聚合法具有快速、高效的特点，并且能够在较低的温度下实现材料的聚合。
缩聚的实施方法
缩聚的实施方法
缩聚是一种化学反应，将小分子物质通过共价键连接成更大分子的过程。
缩聚反应可以发生在有机分子、高分子、无机化合物等多种物质中。
在有机合成中，缩聚反应是一种重要的反应类型，常用于制备大分子化合物和药物分子。
缩聚反应的实施方法通常包括以下步骤：
1.选择适当的反应物。
缩聚反应要求反应物具有一定的反应性，同时也要符合制备目标物质的化学结构要求。
2.选择合适的反应条件。
缩聚反应需要一定的反应条件，如温度、pH值、催化剂等。
不同的缩聚反应有不同的反应条件要求。
3.进行反应。
将反应物按照一定比例加入反应体系中，根据反应条件进行加热、搅拌等处理，使反应物发生缩聚反应。
4.分离纯化产物。
反应结束后，需要进行产物的分离纯化，通常采用溶剂萃取、重结晶、柱层析等方法。
需要注意的是，缩聚反应是一种有选择性的反应，可能会出现各种副反应和失去反应性的问题，需要在实验中加以注意和解决。
此外，缩聚反应的实施也需要注意安全操作，如控制反应温度、避免接触催化剂等。
- 1 -。
化学高中缩聚知识点总结
化学高中缩聚知识点总结缩聚是一种聚合反应，是指将分子量较小的单体通过共价键连接成长链高分子的过程。
缩聚可以分为两种类型：加成聚合和缩合聚合。
加成聚合是指两个单体之间通过共价键直接连接成高分子，而缩合聚合是指两个单体之间通过失去小分子（如水分子）而连接成高分子。
举例来说，聚乙烯的制备是通过乙烯分子中的双键发生加成聚合形成高分子聚合物的。
而脲醛树脂的制备是通过脲和醛缩合反应形成高分子树脂的。
聚合反应的条件包括适当的温度、压力和催化剂等。
聚合反应一般是放热的，因此需要控制反应温度，以防止过热引起不可控制的连锁反应。
高分子聚合物具有很多独特的性质和应用，如塑料、橡胶、纤维等。
在生活中，我们可以看到很多聚合物制品，如塑料袋、塑料瓶、橡胶手套等。
缩聚反应的控制和应用是化学工程领域的重要研究方向，可以帮助我们制备高性能的聚合物材料，以满足不同领域的需求，比如航天航空、医药、电子等。
在化学高中课程中，缩聚反应是一个重要的知识点，下面将详细介绍缩聚反应的相关知识。
一、加成聚合加成聚合是一种通过单体分子之间的双键开环反应形成高分子的聚合反应。
在加成聚合中，单体分子中的双键发生开环反应，形成线性或交联结构的高分子聚合物。
1. 乙烯聚合乙烯是一种常见的单体，可用于制备聚乙烯这种塑料。
在乙烯分子中，C=C双键会发生加成聚合反应，反应方程式如下：n(CH2=CH2) → (CH2-CH2)n乙烯聚合反应需要在高压和高温条件下进行，一般需要催化剂的作用。
常用的催化剂有过渡金属催化剂，如钛、铬、锆等。
这些催化剂可以促进乙烯分子中的C=C双键发生开环反应，形成长链高分子聚合物。
2. 丙烯酸酯聚合丙烯酸酯也是一种常见的单体，可用于制备丙烯酸酯聚合物。
在丙烯酸酯分子中，C=C双键会发生加成聚合反应，反应方程式如下：n(CH2=C(CH3)COOC2H5) → (CH2-C(CH3)COOC2H5)n丙烯酸酯聚合反应同样需要在高压和高温条件下进行，并且需要催化剂的作用。
第八章 缩聚原理及生产工艺
②以对苯二甲酸二乙二醇酯 (BHET) 为单体进行均缩聚， 生成聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)
n HOCH2CH2OOC
COOCH 2CH2OH
H [ OCH2CH2OOC
CO ]nOCH2CH2OH + (n-1)HOCH2CH2OH
（2）直缩法的优缺点
?优点：工艺简单，节省原料，设备生产能力大，投资 与成本降低。 ?缺点：TPA 在乙二醇中的溶解性能不好，不易熔融， 能够升华，高温时又易氧化着色。
?合成尼龙-66 的原料是己二胺和己二酸。为了保证官 能团的物质的量之比，工业上把混缩聚变为均缩聚。方 法是先将己二胺和己二酸制成“ 66 ”盐，测定“ 66 ”盐 的酸值。当“ ? 盐的酸值达到要求时，以“ 66 ”盐为 原料进行均缩聚合成尼龙 -66 。 ?工业上合成尼龙 -66 的有关化学反应原理如下。
能团化合物乙酸做相对分子质量稳定剂 , 控制尼龙 -66
的相对分子质量。
n NH3(CH2)6NH3 OOC(CH2)4COO
H
HO
O
H [ N(CH 2)6 N C (CH2)4 C ]nOH + (2n-1)H2O
H
HO
O
H [ N(CH 2)6 N C (CH 2)4 C ]nOH + CH 3COOH
nb - na na + nb
1- r = 1+r
Xn=
1 x'
? 欲合成高相对分子质量的缩聚物 , b-R ' -b 过量的摩
尔分数要非常小。
高聚物合成工艺 8
②在混缩聚体系中， na=n b 或在a-R-a,b- R' -b体 系中另加单官能团化合物 R' -b
3.3.缩聚生产工艺(涤纶)详解
4
b. 聚醚化反应：二元醇与二元醇反应 n HO-R-OH + n HO-R’-OH
H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
c. 聚酰胺反应：二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反应 n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl H-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl + (2n-1) HCl d. 聚硅氧烷化反应：硅醇之间聚合 n HO-SiR1R2-OH + n HO-SiR1’R2’-OH H-(OSiR1’R2’-OSiR1R2)n-OH + (2n-1) H2O
+
与缩聚反应不同，逐步加成聚合反应没有小分子副产物生成。
7
逐步聚合反应分类
线型逐步聚合
聚合产物 结构不同 非线型逐步聚合 (1) 线型逐步聚合反应
热力学
平衡线型逐步聚合
不平衡线型逐步聚合
参与反应的单体只含两个功能基（即双功能基单体），聚合 产物分子链只会向两个方向增长，生成线形高分子。
8
双功能基单体类型：
聚合产物分子链形态不是线形的，而是支化或交联型的。 聚合体系中必须含有带两个以上功能基的单体。
12
聚合度、反应程度
反应程度P定义为反应时间t时已反应的A或B功能基的分数，即 P = 已反应的A(或B)功能基数/起始的A（或B）功能基数
数均聚合度 Xn=
起始单体的A-A和B-B分子总数 生成聚合物的分子总数
23
例：合成涤纶（PET)的传统方法
A
catalyst x H3CO C O C OCH3 + 2 x HOCH2CH2OH O 150-200 0C
B
n HOH2CH2CO ( C O
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高聚物合成工艺 5
?缩聚反应方程式 :
K X n ? x(H2O)
式中： Xn——缩聚物的平均聚合度； K——缩聚体系的平衡常数；
x( H 2O ) —— 缩聚体系中小分子水的摩尔分数。 在平衡常数为 K 的缩聚体系中，要提高聚合物的平均
?官能度 : 一个反应单体上所含有的能参与反应的官能团 数称为官能度。
? 例如乙二醇与已二酸均为双官能度单体，记为 2-2 官 能度体系。
高聚物合成工艺 2
n HO-(CH 2)2-OH + n HOOC-(CH 2)4-COOH
H-[O(CH
2)2O-OC(CH 2)4CO] n-OH + (2n-1) H 2O
①设反应时间 t=0 时,官能团 质的量为 nb，且n a＜n b,
a 物质的量为
并令 r ? na nb
n a, 官能团
?1
b物
r-称为官能团 a物质的量与官能团 b物质的量之比。
令t 时刻官能团 a的反应程度为 P,
t 时刻官能团 b的反应程度为 rP。 于是t 时刻，官能团 a物质的量为 na(1-P),
nb - na na + nb
1- r = 1+r
Xn=
1 x'
? 欲合成高相对分子质量的缩聚物 , b-R ' -b 过量的摩
尔分数要非常小。
高聚物合成工艺 8
②在混缩聚体系中， na=n b 或在a-R-a,b- R' -b体 系中另加单官能团化合物 R' -b
?加入单官能团化合物 R ‘-b 的目的：做为官能团封锁剂 进行官能团封锁 , 控制缩聚物相对分子质量。
t 时刻，官能团 b物质的量为 nb(1-rP),
高聚物合成工艺 7
?经一系列推导后，得聚合度与官能团物质的量之比 r和 和反应程度 P之间的关系如下：
Xn
?
1? r 1 ? r ? 2rP
( p <1)
Xn
?
1? 1?
r r
( p =1)
? 若设x' 为单体b-R‘-b过量的摩尔分数 ,即
x' =
r = na
式中, na=nb，nb' 为单官能团化合物 R '-b 物质的量。系数 2意指 1 mol 的
nb + 2nb'
单官能团化合物 R'-b, 在官能团封锁 中所起的作用相当 2 mol 官能团b 。
Xn
?
1?
ห้องสมุดไป่ตู้
1? r?
r 2rP
( p <1)
Xn
? 1? r 1? r
( p =1)
若设x0为单官能团化合物 R‘-b的摩尔分数 , 则
1
第一节 线型缩聚概述
一、 线型缩聚及线型缩聚物 1. 线型缩聚 定义： 含有两个官能团的低分子化合物，在官能团之 间发生反应，在缩去小分子的同时生成线型高聚物的 逐步可逆平衡反应。
?线型缩聚反应属于缩聚反应的一种，因为缩聚反应包 括线型缩聚反应和体型缩聚反应。 ?线型缩聚的 必要条件 是需要一或两种双官能度 单体。
?缺点: (1).熔融缩聚由于对单体纯度要求高、原料配比 严格；需要高真空设备，设备的气密性要求非常高； (2).整个反应过程中处在熔融状态，长时间受高温容易产 生氧化、脱羧和脱胺等副反应，影响产品的色泽。 (3).制备耐热高聚物有困难。
2．制备高相对分子质量的线型缩聚物的条件
(1) 温度和压力对线型缩聚物相对分子质量的影响
?线型缩聚的实施方法主要是熔融缩聚、溶液缩聚和界面 缩聚。
(一) 熔融缩聚
1．熔融缩聚定义及其优缺点
?定义： 将单体、催化剂和相对分子质量调节剂等一起
加入到反应釜中，加热熔融逐步形成高聚物的过程，称
为熔融缩聚。
高聚物合成工艺 4
?优点：生产工艺比较简单、产品比较纯净，不需要后 处理，可直接利用，省去了分离、溶剂回收等工序，其 设备利用率高，生产能力大。
说明单官能团化合物对限制缩聚物相对分子质量的显 著作用。
高聚物合成工艺 10
(二) 溶液缩聚
?定义： 溶液缩聚是将单体溶于适当的溶剂中进行缩 聚合成高聚物的方法。 ?优点： 与熔融缩聚相比，溶液缩聚比较缓和平稳、 不需要高真空系统，对单体纯度要求不严，对单体官 能团的物质的量之比要求也不严格，但要求高反应活 性的单体。溶液缩聚对制备耐热聚合物如聚砜、聚酰 亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并噻唑和聚苯并咪唑吡咯烷 酮等有独到之处。 ?缺点： 由于引入了溶剂，溶剂的回收、精制使工艺 过程复杂化，设备利用率降低，生产成本增加；且大 部分溶剂有毒、易燃且污染环境。因此，溶液缩聚也 受到一定限制。
聚合度X n，必须降低体系中小分子的摩尔分数 x(H 2O) ?反应要求： 这就要求复杂的真空系统，而且要求设备
的气密性非常好，同时要求高温，以降低体系的黏度，
有利于小分子从反应区域移除。
高聚物合成工艺 6
(2)官能团的物质的量之比对聚合物相对分子质量的影响 ? 在混缩聚体系中 (a-R-a,b- R' -b), 官能团非等物质的量 投料,利用过量的那种单体，作为官能团封锁剂 , 进行官 能团封锁，控制缩聚物相对分子质量。
x0
=
nb' na + n'b
高聚物合成工艺 9
Xn
1+ r = 1-r
=
1+ na 1- na
/ (nb / (nb
+ +
2nb' ) 2nb' )
=
2(na + nb ') 2nb'
=
na + n'b nb'
=
1 x0
?说明缩聚物平均聚合度与单官能团化合物的摩尔分数 成反比（官能团 a完全反应 ,即P=1 ）。 换句话说,欲合成一定相对分子质量的缩聚物 ,必须严格 控制单官能团化合物的用量。
? 又如ω -氨基羧酸官能度为 2，它的特点是一种单体的
两端含有可相互缩合的不同种官能团，记为 2 官能度体
系，只此一种单体即可进行缩聚反应：
2. 线型缩聚物 ?定义：由2-2或2官能度体系的单体进行线型缩聚反应 形成的缩聚物。
?特点： 可以在溶剂中溶解，在受热时可以熔融，如果
将它们作为塑料的基材，该种塑料为热塑性塑料，可以
反复进行成型加工。
高聚物合成工艺 3
?最常见的线型缩聚物：
聚对苯二甲酸乙二醇酯（ PET ）、聚酰胺（ PA-6 、 PA66、 PA-1010 、 PA-11 、 PA-12 ）和聚碳酸酯（ PC ）。
?耐热特种线型缩聚物： 聚苯砜、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并噻唑和聚苯并 咪唑吡咯烷酮等。
二、线型缩聚的实施方法