高分子化学 缩聚反应
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平均聚合度：结构单元数除以大分子总数 r的理解
★★★★★平均官能度
两基团数相等
两基团数不等 非过量组份基团
体系பைடு நூலகம்基团数
的除以体系分 子总数
数的两倍除以体
系中分子总数
注：同种基团合并计算
★★★★★凝胶点
Carothers法
体形缩聚
凝胶点
Flory统计法
★★★★★分子量及其分布
玻璃化温度以上，熔点以下进行
聚合反应的过程 。
2.9-2.18内容，类似于科普读物，介绍了 常见的一些缩聚反应的例子，对了解高分 子很有帮助。很容易懂，属于自学部分。
内容梳理
★★★★★反应程度p:参加反应的
基团数(N0-N)占起始基团数(N0)的分数。
聚合度与平衡常数的关系（两基团数相等）
★★★★★线形缩聚物的聚合度
Flory统计法
Carothers法
Flory统计法
第17题
等官能团数 按Carothers方程计算
按Flory方程计算
因此该体系的凝胶点为：[0.7906, 0.9]
酸值是指中和1g树脂中游离酸所需的KOH毫克数，通
常表示为mgKOH/g试样
以pc = 0.9计算，起始反应羧基物质的量为2.5×2 = 5 mol， 反应掉的羧基物质的量为2.5×2×0.9 = 4.5 mol，剩余羧 基物质的量为0.5 mol，体系总重为524 g，每克树脂含羧 基物质的量为0.5/524 = 9.5×10-4 mol.g-1，需要的KOH的 克数及酸值为9.5×10-4×56.1×103 = 53.3 (mgKOH/g试样)。 以pc = 0.7906，得体系酸值为112.1 (mgKOH/g试样)。 因此该体系出现凝胶点的酸值介于[53.3, 112.1] （ mgKOH/g试样）
计算题5 d
作业1：
P63：计算题 5
对于n聚体来说，分子中必然含有n-1个
酯键和一个不成键的羧基，则：
体系中存在各种聚合度大小的分子（分子总数
为N）,n聚体的分子数为Nn。生成n聚体的几率
也可以表示为：
不同反应程度下线型缩聚物相对 分子质量的数量分布函数。
若忽略端基重量，设：Wn为n聚体的重量 Nn为n聚体的分子数目 Mo为结构单元平均摩尔质量
主要内容:
◆概述 ◆缩聚反应机理
◆线性缩聚动力学、聚合度、分子量分布
◆体型缩聚及凝胶化作用 ◆缩聚实施方法
2.1 引言
缩聚在高分子合成中占有重要的地位，聚
酯、聚酰胺、酚醛树脂、环氧树脂等杂链
聚合物多由缩聚反应合成。
大部分缩聚属于逐步聚合机理。
但 缩聚≠逐步聚合
2.2 缩聚反应
高分子
P3~5 表1-1、1-2
则：n聚体的重量 Wn = nMoNn
聚合物的总重量 W = NoMo 故： n聚体的重量分数为：
作业2：
P63~64： 计算题 2、12
课外思考：P62
思考题 12
此时体系分为两部分：
简单情况：P36
P37
第13题
Carothers法
2.3 线形缩聚反应的机理
2.4 线形缩聚动力学
2.5 线形缩聚的聚合度
aAa单体为基准，bBb微过量，设基团a的反应程度 为p，a、b的反应数均为Nap
两种极限情况
计算题5 b&c
计算题5 a
r = Na/(Nb + 2Nb′)
2)溶液缩聚(Solution Polycondensation)
单体加适量催化剂在惰性溶剂中进行缩聚反应的方法。它 可以使不熔的或易分解的单体进行缩聚，得到耐热的芳杂 环高分子，如聚酰亚胺、聚砜、聚芳酰胺、聚芳酯等。
4)固相缩聚(Solid State Polycondensation)
指反应物原料在固体状态下的缩合反应。
作业3：
P59： 计算题 14、18
优点:
不用溶剂，反应物浓度高；引入杂质机会少，产 品质量能保证；反应设备比较简单，生产能力大。
缺点:
在合成高分子量的线型聚合物时，官能团之间的当量 比要求严格；原料纯度要求高；需要复杂的真空系统;温
度控制要求严格;在较高的反应温度下长时间加热容易发
生氧化、脱氨、脱羧等副反应，导致官能团的损失;而且 还会产生聚合物的裂解或交联,生成不熔不溶的产物。
★★★★★平均官能度
两基团数相等
两基团数不等 非过量组份基团
体系பைடு நூலகம்基团数
的除以体系分 子总数
数的两倍除以体
系中分子总数
注：同种基团合并计算
★★★★★凝胶点
Carothers法
体形缩聚
凝胶点
Flory统计法
★★★★★分子量及其分布
玻璃化温度以上，熔点以下进行
聚合反应的过程 。
2.9-2.18内容，类似于科普读物，介绍了 常见的一些缩聚反应的例子，对了解高分 子很有帮助。很容易懂，属于自学部分。
内容梳理
★★★★★反应程度p:参加反应的
基团数(N0-N)占起始基团数(N0)的分数。
聚合度与平衡常数的关系（两基团数相等）
★★★★★线形缩聚物的聚合度
Flory统计法
Carothers法
Flory统计法
第17题
等官能团数 按Carothers方程计算
按Flory方程计算
因此该体系的凝胶点为：[0.7906, 0.9]
酸值是指中和1g树脂中游离酸所需的KOH毫克数，通
常表示为mgKOH/g试样
以pc = 0.9计算，起始反应羧基物质的量为2.5×2 = 5 mol， 反应掉的羧基物质的量为2.5×2×0.9 = 4.5 mol，剩余羧 基物质的量为0.5 mol，体系总重为524 g，每克树脂含羧 基物质的量为0.5/524 = 9.5×10-4 mol.g-1，需要的KOH的 克数及酸值为9.5×10-4×56.1×103 = 53.3 (mgKOH/g试样)。 以pc = 0.7906，得体系酸值为112.1 (mgKOH/g试样)。 因此该体系出现凝胶点的酸值介于[53.3, 112.1] （ mgKOH/g试样）
计算题5 d
作业1：
P63：计算题 5
对于n聚体来说，分子中必然含有n-1个
酯键和一个不成键的羧基，则：
体系中存在各种聚合度大小的分子（分子总数
为N）,n聚体的分子数为Nn。生成n聚体的几率
也可以表示为：
不同反应程度下线型缩聚物相对 分子质量的数量分布函数。
若忽略端基重量，设：Wn为n聚体的重量 Nn为n聚体的分子数目 Mo为结构单元平均摩尔质量
主要内容:
◆概述 ◆缩聚反应机理
◆线性缩聚动力学、聚合度、分子量分布
◆体型缩聚及凝胶化作用 ◆缩聚实施方法
2.1 引言
缩聚在高分子合成中占有重要的地位，聚
酯、聚酰胺、酚醛树脂、环氧树脂等杂链
聚合物多由缩聚反应合成。
大部分缩聚属于逐步聚合机理。
但 缩聚≠逐步聚合
2.2 缩聚反应
高分子
P3~5 表1-1、1-2
则：n聚体的重量 Wn = nMoNn
聚合物的总重量 W = NoMo 故： n聚体的重量分数为：
作业2：
P63~64： 计算题 2、12
课外思考：P62
思考题 12
此时体系分为两部分：
简单情况：P36
P37
第13题
Carothers法
2.3 线形缩聚反应的机理
2.4 线形缩聚动力学
2.5 线形缩聚的聚合度
aAa单体为基准，bBb微过量，设基团a的反应程度 为p，a、b的反应数均为Nap
两种极限情况
计算题5 b&c
计算题5 a
r = Na/(Nb + 2Nb′)
2)溶液缩聚(Solution Polycondensation)
单体加适量催化剂在惰性溶剂中进行缩聚反应的方法。它 可以使不熔的或易分解的单体进行缩聚，得到耐热的芳杂 环高分子，如聚酰亚胺、聚砜、聚芳酰胺、聚芳酯等。
4)固相缩聚(Solid State Polycondensation)
指反应物原料在固体状态下的缩合反应。
作业3：
P59： 计算题 14、18
优点:
不用溶剂，反应物浓度高；引入杂质机会少，产 品质量能保证；反应设备比较简单，生产能力大。
缺点:
在合成高分子量的线型聚合物时，官能团之间的当量 比要求严格；原料纯度要求高；需要复杂的真空系统;温
度控制要求严格;在较高的反应温度下长时间加热容易发
生氧化、脱氨、脱羧等副反应，导致官能团的损失;而且 还会产生聚合物的裂解或交联,生成不熔不溶的产物。