高分子合成
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2、配位聚合反应机理
首先是单体与催化剂发生络合,经过渡,单 体“插入”到活性链与催化剂之间,源自文库活性链进 行增长。单体与引发剂的络合能力和加成方向, 取决于它们的电子效应和空间效应等结构因素。
极性单体配位能力较强
非极性的乙烯、丙烯及其他烯烃,配位程度都较 低。
Ziegler-Natta催化剂使难以自由基聚合或离子聚 合的烯类单体聚合成高聚物,并形成立构规整的 聚合物。
四、配位聚合反应
配位聚合是在配位催化剂的作用下进 行的,聚合时单体与带有非金属配为 题的过渡金属活性中心先进行“配位 络合”,构成配位键后使其活化,进 而按离子型聚合机理进行增长,因此 又称配位离子型聚合。
配位聚合的最大优势在于实现了聚 合物立构可调控性,为提高聚烯烃产 物的强度、耐热性等产生了重大影响。
1、配位聚合引发剂(催化剂)
配位聚合的引发剂是一种具有特殊定向效能 的引发剂,一般由主引发剂与共引发剂两部 分组成有效体系。 主引发剂一般式指周期表中第四到第八族的 过渡金属卤化物或金属有机配合物,最常用 的是TiCl3。 共引发剂主要包括周期表中第一到第三族的 金属烷基化合物,最常用的烷基铝化物有 (C2H3)3Al、(C2H5)2AlCl等。
绝大多数路易斯酸都需要共引发剂作 为质子或碳阳离子的供给体,才能引发聚 合。
除水之外,醇、醚、氢卤酸等都可以 作引发聚合。
2、阴离子型聚合反应
阴离子为反应活性中心进行的离子型聚 合为阴离子型聚合反应。 阴离子聚合反通式:
B-Mn-
阴离子聚合的单体
具有吸电子基的烯类单体原则上都 可以进行阴离子聚合。例如:带吸电 子取代基的α-烯烃和共轭烯烃、羰类 化合物、含氧三元杂环以及含氮杂环 都有可能成为阴离子聚合的单体。
连续聚合和逐步聚合
根据聚合反应机理和动力学,可以将聚 合反应分为连锁聚合和逐步聚合两大类。
连锁聚合反应需要活性中心,活性中心 可以使自由基、阴阳离子或阴离子。连锁 聚合的特征是整个聚合过程中由链引发、 链增长、链种子等几步基元反应组成。
逐步聚合反应的特征是在低分子单体转 变成高分子的过程中,反应式逐步进行的。
三、离子型聚合反应
在催化剂作用下,单体活化为带正电荷或 负电荷的活性离子,然后按离子型反应机理进 行聚合反应,称为离子型聚合反应。离子型聚 合反应为连锁反应,根据活性中心离子的电荷 性质,可分为阳离子聚合,阴离子聚合和配合 聚合。
由于离子型聚合反应的活性中心的活化能 低,所以反应进行的快,能在低温下很快时间 内聚合形成高分子产物。
阳离子型聚合反应
阴离子型聚合反应
1、阳离子型聚合反应
碳阳离子\/\/\/\C+为反应活性中心进行的离 子型聚合为阳离子型聚合。阳离子聚合反 应通式为:
主要应用与:聚异丁烯和丁基橡胶
阳离子聚合反应的单体
能参与阳离子聚合反应的单体的条件: 1、在催化剂作用下生成碳阳离子
比如:富有电子的烯烃类化合物、羰基 化 合 物、含氧杂环等
具有π-π共轭体系的烯类单体才能 进行阴离子聚合。
具有吸电子基而非π-π共轭体系的 烯类单体则不能进行阴离子聚合,这 类单体的p-π共轭效应诱导效应相反,
阴离子聚合度引发体系
阴离子聚合引发剂是给电子体,属于碱类。 按引发机理又可以分为电子转移引发和阴离子 引发,较为常见的又活泼碱金属与金属有机化合 物类。 碱金属可以直接作用于单体,产生阴离子自由基, 自由基偶尔形成双端阴离子活性种,引发单体进 行阴离子聚合。 有机金属化合物作为阴离子聚合引发剂的也很 多,主要有金属氨基化合物、金属烷基化合物、 格利雅试剂等。
可以用引发剂、热、光、电、高能辐射引发 聚合。以以引发剂引发时,首先发生引发剂 的分解,产生初级自由基,而后进攻单体双 键,形成单体自由基。
引发剂主要是偶氮化合物和过氧化物两类。 偶氮二异丁腈最常用的过氧类引发剂,一般 在40~65度下使用过氧化二苯甲酰是通常在 60~80度分解
2、链增长 在链引发阶段形成的单体自由基,仍具有活性,
二、自由基聚合反应:
1、什么是自由基聚合反应
在光、热、辐射或引发剂的作用 下,单体分子被活化。变为活性自由 基,并以自由基聚合机理进行的聚合 反应,成为自由基聚合反应。
自由基聚合反应的分类
自由基型聚合反应主要包括链引发、链增长、 链转移和链终止等基元反应。
1、链引发 链引发反应式形成自由基活性中心的反应,
能打开第二个烯类分子的π键,形成新的自由基, 并继续加成于下一单体,形成链自由基。这个过 程称为链增长反应。
3、链终止 自由基活性高,有相互作用而终止的倾向。链
终止反应有偶合终止和歧化种子两种方式。两链 自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应承 做偶和终止。链自由基夺取另一自由基的氢原子 或其他院子的终止反应,称作歧化终止。
2、质子对碳-碳双键有较强的亲和力
3、增长反应比其他副反应快,即生成的碳阳 离子有适当的稳定性
阳离子聚合引发体系
阳离子聚合的引发方式: 1、由引发剂生成阳离子,阳离
子再引发单体,生成碳原子 2、单体参与电荷转移,引发阳
离子聚合。
引发剂都是亲电试剂,常用的引 发剂包括质子酸、路易斯酸。
普通质子酸,如硫酸、磷酸、高氯酸等, 在水溶液中能离解产生氢离子。
一、聚合反应分类:
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应
加聚和缩聚:
按单体和聚合物在组成和结构上的差异,可将 聚合反应分为加成聚合与缩合聚合两大类。单体加 成而聚合起来的反映称作为加聚反应
缩聚反应,是一类有机化学反应,是具有两个 或两个以上官能团的单体,相互反应生成高分子化 合物,同时产生有简单分子(如 H2O、HX、醇等)的 化学反应。
前言:
高分子材料:macromolecular material,以高分子化合物为基础 的材料。高分子材料是由相对分子 质量较高的化合物构成的材料,包 括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘 剂和高分子基复合材料,高分子是 生命存在的形式。所有的生命体都 可以看作是高分子的集合。
高分子合成
一、聚合反应的分类 二、自由基聚合反应 三、离子型聚合反应 四、配位聚合反应 五、共聚合反应 六、缩合聚合 七、聚合实施方法