高分子化学4.5 竞聚率的测定与影响因素4.5.1 课件

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高聚物生产技术:自由基共聚和竞聚率

高聚物生产技术:自由基共聚和竞聚率
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2
(3)影响竟聚率的因素 ①单体共轭效应: 一般要求两种单体都带有共轭或两种单体都不带有共轭,易进行共聚。 ②单体极性效应: 推电子基团单体使之双键上呈负电性,吸电子基团单体使之呈正电性。 两种单体极性差别越大,交替共聚倾向越大。 ③单体位阻效应: 不能均聚的1,2-二取代基单体能与单取代基单体共聚。
3. 竟聚率
(1)定义 同一种链自由基对两种不同单体竞争聚合反应能力之比。即均聚合速 率常数与共聚合速率常数之比。 对单体M1,它的竟聚率r1=k11/k12 ; 对单体M2,它的竟聚率r2= k22/k21 。
1
(2)竟聚率的意义 r1 = 0,表示k11 = 0,活性端基不能自聚; r1 = 1,表示k11 =k12,活性端基加上两种单体难易程度相同; r1 >1,表示活性端基有利于加上同种单体; r1 <1,表示活性端基有利于加上异种单体; r1 = ∞,表示活性端基只能加上同种单体,不能共聚。 由此可见,竟聚率反映了单体自聚和共聚能力的竞争。
3
④温度: 温度对于竟聚率影响不大;温度升高使共聚反应趋于理想共聚。 ⑤压力: 压力对竟聚率的影响不大;在共聚反应中,升高压力,共聚反应向理Байду номын сангаас 共聚方向发展。
4
⑥溶剂: 溶剂对自由基共聚一般没有影响。在离子型聚合中,溶剂将影响聚 合离子对的性质,溶剂极性越大,共聚倾向于交替共聚。 ⑦其它因素: 介质的PH值增大,共聚倾向于交替共聚;某些盐类将增加交替共聚 影响。

高分子化学第四章ppt课件.ppt

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等金属卤化物,以及RAlCl2,R2AlCl等有机金属化合物,其中以 铝、硼 、钛、锡的卤化物应用最广。
Lewis酸引发阳离子聚合时,可在高收率下获得较高分子量的 聚合物,因此从工业上看,它们是阳离子聚合的主要引发剂。
Lewis酸引发时常需要在质子给体(又称质子源)或正碳离子 给体(又称正碳离子源)的存在下才能有效。质子给体或正碳离 子给体是引发剂,而Lewis酸是助引发剂(或称活化剂),二者一起 称为引发体系。
R2
反离子
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
一般质子酸如H2SO4,HCl等,由于生成的抗衡阴离子SO42-、 Cl- 等的亲核性较强,易与碳阳离子生成稳定的共价键,使增长链 失去活性,因而通常难以获得高分子量产物:
引发活性种
BF3 + H2O
H [BF3OH]
H[BF3OH] +H2CCH X
H HCH2C [BF3OH]
X
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
必须注意,作为引发剂的质子给体如水、醇等的用量必须严格 控制,过量会使聚合变慢甚至无法进行,并导致分子量下降。究 其原因,是使Lewis酸毒化失活,以水为例:
(Ph)3C+ClO4- + OR
Ph Ph
Ph
CH2 CH ClO4OR
认识到了贫困户贫困的根本原因,才 能开始 对症下 药,然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视, 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目

高分子化学第五章课件.ppt

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共聚方程描述二元共聚产物的组成(单体单元的含量)与单体 组成及单体相对活性(竞聚率)之间的关系。
5.2.1.1. 共聚方程推导
共聚反应的反应机理与均聚反应基本相同,包括链引发、链增 长、链转移和链终止等基元反应,但在链增长过程中其增长链活性 中心是多样的。
动力学推导时,与均聚反应做相似的假设:
(1)活性中心的反应活性与链的长短无关,也与前末端单体单 元无关,仅取决于末端单体单元;
因此考虑前末端效应,共聚物方程为:
d[M1]=1 r1 x(r1x 1) /(r1 x 1) d[M2 ] 1 r2 x(r2 x) /(r2 x)
式中,x = [M1]/[M2]
对于苯乙烯(M1)和反丁烯二腈(M2)体系,反丁烯二腈不能
自增长, r2=r2 =0 ,上式可简化成为
d[M1 ] 1 1 r1x
竞聚率是对于某一具体的单体对而言,不能脱离具体的单体对 来讨论。
➢ r1 = 0,表示M1的均聚反应速率常数为0,不能进行自聚反应, M1*只能与M2反应;
➢ r1 > 1,表示M1*优先与M1反应发生链增长; ➢ r1 < 1,表示M1*优先与M2反应发生链增长; ➢ r1 = 1,表示当两单体浓度相等时,M1*与M1和M2反应发生链增
5.2.2. 共聚物组成曲线
按照共聚方程,以F1 对 f1 作图,所得到的 F1-f1 曲线称为共聚物
组成曲线。与共聚方程相比,共聚曲线能更直观地显示出两种单体 瞬时组成所对应的共聚物瞬时组成。
F1-f1曲线随竞聚率r1、r2的变化而呈现出不同的特征。
竞聚率的物理意义:
按照竞聚率的定义r1 = k11/k12,它是均聚反应链增长速率常数与 共聚反应链增长速率常数之比,也就是表示一种单体的均聚能力与 共聚能力之比。

第4章自由基共聚合new

第4章自由基共聚合new
高分子化学
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§4 自由基共聚合
i. 链引发
ii.链增长 ii.链增长
假定:增长反应的 只与链端的自由基活性有 假定:增长反应的k只与链端的自由基活性有 关,与倒数第二链节无关
高分子化学
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§4 自由基共聚合
iii.链终止 iii.链终止
假定:共聚物聚合度很大,单体主要消耗在链 假定:共聚物聚合度很大, 增长反应中,消耗于引发的单体可忽略。 增长反应中,消耗于引发的单体可忽略。
一般,r1·r2=1或r2=1/r1≠ 1 一般, 或
d[M1] [M ] r1 1 = d[M2] [M2 ]
r1f1 F1 = r1f1+ f2
r1>1 r2<1 F1>f1 r1<1 r2>1 F1<f1
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极端情况r1=r2=1 极端情况 即有F 即有 1 f1 得恒比共聚物
f1 F1 或 F = r1 f 2 2
[M1 ] 若令 f1 = 1 – f 2 = [M1 ]+[M 2 ] d[M1 ] F1 = 1 – F2 = d[M1 ]+d[M 2 ]
则得摩尔分数共聚合方程: 则得摩尔分数共聚合方程: 2 r1f1 +f1f 2 F1 = 2 2 r1f1 + 2f1f 2 +r2f 2
高分子化学
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4.2.2.3 r1>1, r2<1而r1r2<1的非理想共聚 而 的非理想共聚
F1 共聚曲线不与恒比对角线 相交, 相交,不如理想共聚对称 r1>1, r2<1在对角线上方 在对角线上方 r1<1, r2>1在对角线下方 在对角线下方 f1

高分子化学(第五版)第5章课件-PPT

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得到固体聚合物后处理麻烦,成本较高 难以除尽乳化剂残留物
前三种聚合方法中,使聚合速率提高一些的因 素往往使分子量降低。而乳液聚合中,聚合速率和 分子量可同时提高。
26
乳化剂(Emulsifier): 是一类可使互不相容的油和水转变成难以分
层的乳液的物质,属于表面活性剂。
亲水的极性基团 乳化剂分子通常由两部分组成
8
化学的角度更关心其中的科学问题:
均相高粘体系的聚合过程规律
各种非均相聚合过程规律 悬浮聚合 乳液聚合 沉淀聚合
分散聚合 淤浆聚合 气相聚合
聚合速率 聚合物分子量及其分布 共聚组成及其分布……
界面缩聚
……
9
5.2 本体聚合 自由基本体聚合(Bulk Polymerization):不加其它
介质,只有单体本身,在引发剂、热、光等作用下进行的 聚合反应。
1 = Rt +
Rtr =
2kt R
2
p 2
+
CM + CI
[
I
] + CS
[S
]
Xn
Rp
k p [M ]
[M ] [M ]
2
建立这些方程应用了哪些假定? 长链原理:链引发反应所消耗的单体可忽略不计; 双基终止; 等活性原理:链自由基的活性与链长无关; 稳态假定:链引发速度与链终止速度相等,自由基 浓度不随时间变化。 满足后两个假定的通常是: 低转化率的聚合体系; 高转化率的稀溶液聚合体系。
粒径增至6 ~10 nm
粒径约为 1000 nm
相相似似相相容容,,犹犹 如如增增加加了了单单体体在在水水 中中的的溶溶解解度度。。这这种种 溶溶有有单单体体的的胶胶束束称称 为为增增溶溶胶胶束束

高分子化学课件第4章

高分子化学课件第4章
-d[M2] / dt = k12[M1*][M2] + k22[M2*][M2]
4.2 二元共聚物的组成-1、组成方程
由于单体的消耗全部用于共聚物的组成,因此共 聚物分子中两单体单元的摩尔比(瞬时)等于两种单 体的消耗速率之比:
d[M1] k11[M1*][M1] + k21[M2*][M1]

第四章 自由基共聚合 Radical Copolymerization
4.1 概 述 4.2 二元共聚物的组成 4.3 多元共聚 4.4 竞聚率的测定和影响因素 4.5 单体和自由基的活性 4.6 Q-e 概念 4.7 共聚合速率
4.1 概 述-1、概念
只有一种单体参与的连锁聚合反应为均聚反应 (homo-polymerization ),其聚合产物是分子结构中 只含一种单体单元,称为均聚物(homopolymer)。 由两种或两种以上单体参与的连锁聚合反应称为 共聚合反应(copolymerization),相应地,其聚合产 物分子结构中含有两种或两种以上的单体单元, 称为共聚物(copolymer)。 共聚物不是几种单体各自均聚物的混合物。
4.1 概 述-3、类型
(4)接枝共聚物(graft copolymer) 以其中一单体组成的长链为主链,另一单体组 成的链为侧链(支链)与之相连。
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA BBBBBB BBBBB BBBBBB
命名时常以主链聚合物的名称+ “接枝”+支链聚合物名称。
4.1 概 述-3、类型
Poly(A-co-B):A-B共聚物 Poly(A-alt-B):A-B交替共聚物 A-b-B copolymer:A-B嵌段共聚物 Poly(A)-g-poly(B):聚A接枝聚B

高分子化学第四章

高分子化学第四章
c、Fra bibliotek次投料法
当r1<1,r2<1时,共聚物所需要的组成又与恒 比共聚物组成非常接近时,那就将两单体按所需
的比例,一次投入:
例:需合成F1=0.59,St(r1=0.41)/AN(r2=0.04) 则:因为接近恒比点F1’=0.62,可按此配料反应至
较高转化率。

讲例题
曲线不对称
r1<1,r2 < 1,有恒比点非理想(曲线2)
恒比点
A
A
r1=0.6 r2=0.3 r1=0.5 r2=0.5
F1~f1 曲线
在(f1)B投料,反应过 程中进入共聚物中的M1单 体单元的摩尔分数F1始终 大于单体中M1的摩尔分数 f1,使得残留单体组成f1 递减,相应地形成的共 聚物组成F1也在递减。

因为:r1 = r2 = 1,代入 F1~f1 :
f1 f1 f 2 F1 2 2 f1 2 f1 f 2 f 2
f1 f1 f1 f 2
2
聚合物组成和 单体组成始终不变
对角线:
F1~f1 曲线
说明:

共聚物组成(F1)始终等于原料组成f1,不随反应 转化率而变化,称为恒比理想共聚合; k11= k12, k22 = k21,此时,无论是~~M1*、 ~~M2*,它们与两个单体M1、M2反应时的活 性相同;
d [M1]
d [M2]
=
1– r2
1 – r1

( F 1 )恒 = ( f1 )恒 =
1– r2 2– r1 –r2
恒比点的位置可由竞聚率粗略作出判断: 当 r1 = r2,( F1)恒 = 0.5 共聚物组成曲线对称 r1 > r2,( F1)恒 > 0.5 r1 < r2,( F1)恒 < 0.5

2020高中化学竞赛辅导课件高分子化学中科院决赛版第三章 聚合速率共66张

2020高中化学竞赛辅导课件高分子化学中科院决赛版第三章  聚合速率共66张

5
4
3
2
1
0
PPM
1.62 2.76 1.87 2.76 1.87 2.76 1.87 2.94
0.96
1.34
7.13
7.13
7.13
7.13
7.13
7.18
7.18
7.18 7.18
7.18
7.08
7.08
7.08
7.08
7
6
5
4
3
2
1
0
PPM
膨胀计法测定聚合速率
原理: 聚合物的密度比单体大 , 聚合后发生体积收缩。
H
.
CH2-CH=CHY
这类单体用自由基聚合得不到高分子量的聚合物.
重要烯类单体的合成方法
乙烯和丙烯 : 石油裂解 苯乙烯(S): 乙苯脱氢 氯乙烯(VC): 乙烯氯化 丙烯腈(AN): 丙烯氨氧化法 丙烯酸(AA): 丙烯氧化 乙酸乙烯酯 (VAc): 乙烯和乙酸的催化氧化 丁二烯(B):乙醇脱水, C 4馏分提取
系。
R=-
d[M] dt
=
d[P] dt
重量法测定聚合速率
利用聚合物与单体在某溶剂中 转化率
溶解度的不同,从反应混合物中
分离出聚合物,经多次沉淀并干
时间
燥称量所得聚合物量.
测定不同时间形成聚合物的量.得到转化率与时间的曲线。
5.18
H
6.63
H
H
5.61
7.30
7.30
7.21
7.21
7.14
7
6
dm ) dp
二、自由基聚合微观动力学
1、自由基聚合速率方程 反应速率可用反应物质消耗速率来表示

高分子化学 第四章 自由基共聚合(2)-精选文档

高分子化学 第四章 自由基共聚合(2)-精选文档
染色性能。
1
三元(Tri-Component)共聚:
三种单体参加反应,共聚物由三个单体单元组成。
3种自由基;3个引发反应;9个增长反应;6个终止
反应;6个竞聚率
二元共聚: 2个引发反应;4个增长反应;3个终止反应;2个竞聚率
6个竞聚率:
M1-M2
r12 k 11 k 12
M2-M3
r 23 k 22 k 23
Valvassori-Sartori的稳态假定:
三元共聚物组成比为:
若三种单体的两两竞聚率已知,可估算其三元 共聚物组成。
4.6
一、竞聚率的测定 1、曲线拟合法
将多组组成不同的 单体配料(f1)进行共聚, 控制低转化率,共聚物分 离精制后,测定其组成F1, 作 F1 ~ f1 图,根据其图形 由试差法求得r1、r2。
13
4.7 单体和自由基的活性
回顾:

在均聚反应中,无法比较单体和自由 基的活性, 如
St St PS

k p 145
VAc VAc PVAc
单体活性 St>>VAc ????

k p 2300
原因:
1) 增长反应的kp的大小,不仅取决于M还 取决于M *; 2) 缺少比较的标准,参考体系不一致。
但这并不表示醋酸乙烯酯及其单体的活性 大于苯乙烯,因为均聚过程中,苯乙烯和醋酸 乙烯酯都只与自身的自由基进行共聚,因此相 互之间没有可比性。 事实上,苯乙烯的活性大于醋酸乙烯酯, 而它们的自由基的活性正好相反。 两种单体或两种自由基的活性只有与同种 自由基或单体反应才能比较。竟聚率可以用以 判别单体或自由基的相对活性。
d [ M ] [ M ] r [ M ] [ M ] 1 2 1 1 1 d [ M ] [ M ] r [ M ] [ M ] 2 2 2 2 1

高分子化学:竞聚率的测定及影响因素

高分子化学:竞聚率的测定及影响因素

第六节 Q- e概念
实验测定每一对单体的竞聚率是非常烦琐的。
希望建立自由基-单体共聚反应的结构与活性的定量 关系,以此来估算竞聚率。
1947年,Alfrey 和Price建立了Q- e式,提出: 在单体取代基的空间位阻效应可以忽略时,增长反应 的速率常数可用共轭效应 (Q),和极性效应(e)来描述
溶剂 极性溶剂对竞聚率稍有影响 如 S-MMA 在不同溶剂中共聚 溶剂极性增大,r 值略微减小
比较单体和自由基的活性
单体和自由基活性的判断:
单体活性:不同单体对相同自由基的反应性 自由基活性:不同自由基对相同单体的反应性
r1
k11 k12
第五节 单体和自由基的活性
共聚物组成取决于竞聚率,而竞聚率又取决于单体 及相应自由基的活性
在自由基共聚中发现:
带有推电子取代基的单体往往易与另一带有吸电子取 代基的单体发生共聚,并有交替倾向,这种效应称为 极性效应。
极性相差愈大,r1·r2值愈趋近于零,交替倾向愈大。 如 顺酐、反丁烯二酸二乙酯难均聚,却能与极性相反 的乙烯基醚、苯乙烯共聚
位阻效应
是指取代的大小、数量、位置对单体共聚的影响
直接通过对单体e值的计算,可求出r1 ·r2值 r1 ·r2 0 的程度可估计交替共聚的倾向 Q- e图
以Q值为横坐标,e值为纵坐标,将各单体的Q、 e值标在图上,称为Q- e图。在图上:
Q值相差太大(左右距离较远)的单体难以共聚 Q、e值相近的单体接近理想共聚 Q值相近、e值相差较大的单体倾向于交替共聚
氟取代单体不显示位阻效应
如 四氟乙烯和三氟氯乙烯既易均聚,又易共聚
一取代单体不显示位阻效应 二取代单体要看取代基的位置
1, 1-二取代 两取代基电子效应的叠加,使单体活性加强 与同一链自由基共聚,偏氯乙烯比氯乙烯活性大2-10倍 1, 2-二取代 位阻效应使共聚活性减弱,1,2-二氯乙烯比氯乙烯活性 降低2~20倍,但其中反式比顺式活泼

高分子化学全套PPT课件

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2024/1/28
33ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
THANKS
感谢观看
2024/1/28
34
塑料原料选择与预处理
包括合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂等原料的 选择及预处理方法。
塑料加工设备与模具
介绍塑料加工中常用的设备如注塑机、挤出机、 吹塑机等,以及模具的设计与制造。
ABCD
2024/1/28
塑料成型工艺
详细阐述注塑、挤出、吹塑、压延等成型工艺的 原理、特点及应用。
塑料制品质量控制与检测
分析塑料制品常见的质量问题,提出相应的控制 措施及检测方法。
2024/1/28
高分子溶液粘度
粘度与分子量关系,粘度测定 方法
高分子溶液流变性
剪切变稀和剪切增稠现象,触 变性
高分子溶液稳定性
高分子聚集和沉淀,稳定性影 响因素
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高分子凝胶性质
凝胶形成过程
溶胶-凝胶转变,凝胶结构和性质
凝胶强度与韧性
交联度对凝胶强度影响,增强凝胶韧性的方法
凝胶溶胀与消溶胀
溶胀动力学和热力学,消溶胀过程
发展历程
从天然高分子到合成高分子,经历了 漫长的发展历程,现已成为化学领域 的重要分支。
2024/1/28
4
高分子化合物分类与特点
分类
根据来源可分为天然高分子和合成高分子;根据结构可分为线型、支链型和体 型高分子。
特点
高分子化合物具有相对分子质量大、分子链长、多分散性、物理和化学性质独 特等特点。
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纤维制备与加工
纤维原料与分类
介绍天然纤维、化学纤维等原料 的来源、分类及性能特点。
纤维制品性能检测与应用
阐述熔融纺丝、湿法纺丝、干法 纺丝等纺丝工艺的原理及设备。

高分子化学第五版第4章课件PPT.pptx

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普通PS(均聚物) 性脆、抗冲击强度 低。实用意义不大。
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在St聚合体系中加入PB,使St在PB主链上接枝共聚合。
PS和PB不相容,St 和Bd链段分别聚集,产 生相分离,形成“海岛” 结构。PB相区可吸收冲 击能,提高了PS的冲击 强度,形成HIPS (High-Impact Polystyrene) 。
PVC机械性能好,但对光、热稳定性差,脆性大。 VC与VAc共聚:VAc 起着内增塑作用,改善流动性能,易加 工。含5%VAc 的硬共聚物可制造挤压管、薄板等;含20~ 40% VAc的软质共聚物可制造管材、手提包和地板砖等。 VC与偏氯乙烯共聚:具有耐油脂、抗氧和抗水蒸气性能,广 泛用于包装薄膜和涂料。
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将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中进行接 枝共聚合,制得三元共聚物:ABS树脂(AcrylonitrileButadiene-Styrene Terpolymer)
第15页/共84页
ABS是综合性能非常好 的工程塑料,其高强度是因 为SAN上的 C N 有很强极 性,会相互聚集将ABS分子 链紧密结合在一起。同时, 具有橡胶性能的PB使ABS具 有良好的韧性和耐寒性。 ABS广泛用于汽车、飞机零 件、机电外壳等。
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第13页/共84页
St与Bd进行自由基乳液共聚,可得无规共聚 物——丁苯橡胶 (Styrene-Butadiene Rubber, SBR), (合成橡胶的第一大品种)丁苯橡胶的抗张强度接 近于天然橡胶,耐候性能优于天然橡胶,广泛用于 制造轮胎、地板、鞋底、衣料织物和电绝缘体。
SBS是由St、Bd合成的三元嵌段共聚物,是一 种新型的热塑性弹性体,具有弹性高、抗张强度高、 不易变形、低温性能好,可制成电缆及非轮胎橡胶 制品。

高分子化学-第五章ppt课件.ppt

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缺点:体系粘度大,聚合热不易扩 散,反应难以控制,易局部过热,造成 产品发黄。自动加速作用明显,严重时 可导致暴聚。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
5.1 本体聚合
本体聚合中重要的工艺问题: 控制聚合热、及时散热
由于悬浮聚合在液珠粘性增大后易凝聚成块而导致 反应失败,因此,该方法不适于制备粘性较大的高 分子,如橡胶等。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
5.3 悬浮聚合
优点: (i)聚合热易扩散,聚合反应温度易控 制,聚合产物分子量分布窄; (ii)聚合产物为固体珠状颗粒,易分 离、干燥。
5.1 本体聚合
(ii)非均相聚合(沉淀聚合):
聚合产物不溶于单体,如乙烯、聚氯乙烯 等,在聚合过程中聚合产物不断从聚合体系 中析出,产品多为白色不透明颗粒。在沉淀 聚合中,由于聚合产物不断析出,体系粘度 不会明显增加。
但不管是均相聚合还是沉淀聚合,都会导 致自动加速作用。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
工业上多采用两段聚合工艺:
(i) 预聚合:在较低温度下预聚合,转化率控制在 10~30%,体系粘度较低,散热较容易;
(ii) 后聚合:更换聚合设备,分步提高聚合温度, 使单体转化率>90%。 本体聚合根据聚合产物是否溶于单体可分为两类:
(i)均相聚合:聚合产物可溶于单体,如苯乙烯、 MMA等;
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统

高分子化学4.5 竞聚率的测定与影响因素4.5.1 课件

高分子化学4.5 竞聚率的测定与影响因素4.5.1 课件
由 于 各 种 烯 类 单 体 的 增 长 活 化 能 相 差 不 大 ( 21 ~ 34kJ/mol),E11-E12数值很小,因此温度对竟聚率的影响 度不大。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
7
2 、压力的影响
在化学反应中,增加压力与提高温度对反应速率的 影响方向是一致的,因此在共聚反应中,升高压力,共 聚反应也向理想共聚方向发展。但压力对竟聚率的影响 作用不大。


作图,由直线斜率、截距得r1、r2
前三法只适用于低转化率,高转化率下需采用积分法。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
4、积分法
将共聚物组成方程积分的:
d[M1] [M1] r1[M1] [M 2 ] d[M 2 ] [M 2 ] r2[M 2 ] [M1]
(1 P [M1] )
溶剂 苯
r1
0.57± 0.03
r2
0.46± 0.03
苯甲腈
0.48± 0.05 0.49± 0.05
苯甲醇
0.44± 0.05 0.39± 0.05
苯酚
0.35± 0.02 0.35± 0.02
高分子化学 第四章 自由基共聚合
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4 、影响竟聚率的其他因素
酸类单体在不同的介质中共聚时,由于离解 度不同而使竟聚率会有变化。某些盐类也会影响某 些单体的竟聚率,但规律性不强,原因也不甚明了 。
积分法实验简单,但估算繁琐。 现在可以用核磁共振测竞聚率。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
4.5.2 竞聚率的影响因素
1、温度的影响
M 1
M2
共聚类型 T ℃
苯 乙 甲基丙 有 恒 比 点 35

烯酸甲 共聚
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例如:甲基丙烯酸甲酯—丙烯腈在0.1NPa,10MPa , 100MPa 压 力 下 共 聚 , r1r2 值 分 别 为 0.16 , 0.54 , 0.91。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
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3 、溶剂的影响
溶剂对自由基共聚的竟聚率一般没有影响。 近年来发现溶剂的极性对竟聚率略有影响,但尚无 规律。在离子型聚合中,溶剂将影响聚合离子对的松紧 程度,因此对聚合速率和竟聚率有较大影响。
lg
[M 2 ]0 [M2]

1 P
lg
(1
P
[M2] [ M 1 ]0
)
r2
[M 2 ]0 (1 P [M1] )
lg
[ M 1 ]0 [M1]

lg
(1
P
[M2] [ M 1 ]0
)
[M 2 ]0
P 1 r1 1 r2
与直线交点法一样,作 r~1 r2图,直线的交点就是 ,r1的r测2 定值。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
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高分子化学 第四章 自由基共聚合
Measurement and influence factors of reactivity ratio
竞聚率的测定与影响因素
徐州工程学院
主讲:董黎明
2015年 4月3日
4.5.1竞聚率的测定
1、曲线拟合法
将多组组成不同的 单体配料(f1)进行共聚, 控制低转化率,共聚物分 离精制后,测定其组成F1, 作F1~f1图,根据其图形 由试差法求得r1、r2。
积分法实验简单,但估算繁琐。 现在可以用核磁共振测竞聚率。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
4.5.2 竞聚率的影响因素
1、温度的影响
M 1
M2
共聚类型 T ℃
苯 乙 甲基丙 有 恒 比 点 35

烯酸甲 共聚
60

131
苯 乙 丙烯腈 有 恒 比 点 60

共聚
75
99
苯 乙 丁二烯 嵌均共聚 5
直线交点或交叉区域重心的座 标即为r1、r2。
交叉区域大小与实验准确度有关。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
3、截距斜率法
d[M1] [M1] r1[M1] [M 2 ] d[M 2 ] [M 2 ] r2[M 2 ] [M1]
将组成方程变成r1、r2截距、斜率的形式
在不同R下共聚,测定ρ,
由 于 各 种 烯 类 单 体 的 增 长 活 化 能 相 差 不 大 ( 21 ~ 34kJ/mol),E11-E12数值很小,因此温度对竟聚率的影响 度不大。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
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2 、压力的影响
在化学反应中,增加压力与提高温度对反应速率的 影响方向是一致的,因此在共聚反应中,升高压力,共 聚反应也向理想共聚方向发展。但压力对竟聚率的影响 作用不大。
根据定义:
r1

k11 k12

A11 A12
e 1( E11E12 ) / RT
求对数并求导,可得: dlnr1 E11 E12
dT
RT 2
值值,,r,1r温温2若若度度rr11上上1<>,升升11共,,,,聚表表rr11反示 示也下应上kk降11向11升,<>理,也kk想11趋趋22,,共于于即即聚11。。EE方11总11向><的发EE结11展22。 。果。式式,右右温边边度为为上正负升
溶剂 苯
r1
0.57± 0.03
r2
0.4 0.05 0.49± 0.05
苯甲醇
0.44± 0.05 0.39± 0.05
苯酚
0.35± 0.02 0.35± 0.02
高分子化学 第四章 自由基共聚合
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4 、影响竟聚率的其他因素
酸类单体在不同的介质中共聚时,由于离解 度不同而使竟聚率会有变化。某些盐类也会影响某 些单体的竟聚率,但规律性不强,原因也不甚明了 。

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高分子化学 第四章 自由基共聚合
r1
r2
0.52 0.44 0.52 0.46 0.59 0.54
0.40 0.04 0.41 0.03 0.39 0.06
0.44 1.40 0.58 1.35 0.78 1.39
竟聚率有两个速率常数构成,因此也可用Arrhenius 方程来讨论温度对其的影响。
配料f1--相应F1
作图f1-F1
试差: F1

r1
r1 f12 f1 f 2 f12 2 f1 f 2 r2
f22
以前认为该法很繁琐,但有了计算 机后,却成为较简便而准确的方法。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
r1、r2
2、直线交叉法
r2

M M
1 2


dM dM
2 1

1

M M
1 2

r1

1

d[M1] [M1] r1[M1] [M 2 ] d[M 2 ] [M 2 ] r2[M 2 ] [M1]
重排
几 组 单 体 配 比 , [M1]/[M2]→ 对 应 几 组 共 聚 物 组 成 d[M1]/d[M2] , 代入上式,不同的r2 ~r1直线


作图,由直线斜率、截距得r1、r2
前三法只适用于低转化率,高转化率下需采用积分法。
高分子化学 第四章 自由基共聚合
4、积分法
将共聚物组成方程积分的:
d[M1] [M1] r1[M1] [M 2 ] d[M 2 ] [M 2 ] r2[M 2 ] [M1]
(1 P [M1] )
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