第7章 配位聚合

第7章配位聚合(coordination polymerization)

【课时安排】

7.1 聚合物的异构现象1学时

7.2 配位聚合与定向聚合1分钟

7.3 Ziegler-Natta催化剂1学时

7.4 α-烯烃与二烯烃的配位阴离子聚合1学时

总计4学时

【掌握内容】

1聚合物的立体异构概念、命名及立构规整度

2配位聚合、络合聚合、定向聚合、有规立构聚合，Ziegler-Natta聚合等概念的区别与联系3 Ziegler-Natta催化剂的组成与活性

4单金属、双金属机理

【熟悉内容】

1. 丙烯配位聚合催化剂

2. 二烯烃配位聚合。

【了解内容】

1. 配位聚合及催化剂发展史。

【教学难点】

1. 聚合物的光学异构。

2. 丙烯的配位聚合机理。

【教学目标】

1. 掌握聚合物的立体异构等基本概念。

2. 辨析配位聚合、络合聚合、定向聚合、有规立构聚合，Ziegler-Natta聚合。

3. 掌握配位聚合机理简要内容。

4. 通过配位聚合发展历史的学习树立正确的科学观与方法论。

7.1 聚合物的异构现象

7.2 配位聚合与定向聚合

【教学内容】

7.1 聚合物的异构现象

7.1.1 分类

7.1.2结构异构

7.1.3几何异构：顺式-聚丁二烯，反式-聚丁二烯

7.1.4光学异构

7.1.5光学异构聚合物的性能

7.1.6立构规整度

7.2 配位聚合与定向聚合

7.2.1 配位聚合

7.2.2 定向聚合

7.2.3 配位聚合与定向聚合的区别与联系

【授课时间】1学时

【教学重点】聚合物的光学异构：配位聚合与定向聚合的区别与联系

【教学难点】聚合物的光学异构

【教学目标】

1 掌握聚合物的光学异构

2正确辨析配位聚合与定向聚合的区别与联系

3 能正确写出聚合物的光学异构体分子式

【教学手段】课堂讲授，结合Flash动画演示与学生总结

【教学过程】

配位聚合发展历史

7.1 聚合物的异构现象

7.1.1 分类

结构异构（构造异构，同分异构）

立体异构构象异构

构型异构几何异构(顺反异构)

光学异构(对映体异构)

7.1.2结构异构

一单体：n-BuLi,s-BuLi,t-BuLi

二聚合物

1结构单元不同：聚乙烯醇，聚环氧乙烷，聚乙醛

2结构单元同，连接次序不同：SBR(无规)，SBS(嵌段)，HIPS(接枝)

7.1.3几何异构：顺式-聚丁二烯，反式-聚丁二烯

7.1.4光学异构

一单体无手性碳，产物有

1 CH2=CRR'（丙烯，α-烯烃）只有一种（假）手性碳

全同（等规），间同（间规），无规（Flash动画演示）

2 RCH=CHR' 有两种（假）手性碳

叠同双等规，对映双等规，叠同双间规（对映双间规）（Flash动画演示）

二单体有手性碳，产物有

立构选择聚合

7.1.5光学异构聚合物的性能

7.1.6立构规整度

1 定义：立构规整聚合物占总聚合物的分数

等规度，间规度，杂规度

2立构规整度与结晶度的区别

3 测定

7.2 配位聚合与定向聚合

7.2.1 配位聚合

一定义：

单体分子的碳-碳双键先在过渡金属催化剂的活性中心的空位上配位，形成σ-Π络合物，随后单体分子相继插入过渡金属-碳键中进行增长的聚合反应过程。

二增长过程

三特点

四常用引发剂

7.2.2 定向聚合

一定义：以形成立构规整聚合物为主的聚合反应

二种类

1自由基聚合

2离子聚合

3 配位聚合

4 模板聚合

【作业】p179 1-4

7.3 Ziegler-Natta催化剂

【教学内容】

7.3.1 Ziegler催化剂与Natta催化剂

7.3.2 第一代Ziegler-Natta催化剂-二组分

7.3.3 第二代Ziegler-Natta催化剂-三组分

7.3.4 第三代Ziegler-Natta催化剂-载体型

7.3.5 第四代Ziegler-Natta催化剂-茂金属

【授课时间】2学时

【教学重点】Ziegler-Natta催化剂的种类、组成与活性

【教学难点】

【教学目标】

1 掌握Ziegler-Natta催化剂的种类、组成与活性

2 通过发展历史的学习树立正确的科学观与方法论

【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体幻灯图片

【教学过程】

发展历程

1953年，Ziegler等从一次以Et3Al为催化剂从乙烯合成高级烯烃的失败实验出发，意外地发现以乙酰丙酮的锆盐和Et3Al催化时得到的是高分子量的乙烯聚合物，并在此基础上开发了的乙烯聚合催化剂TiCl4 - AlEt3。

1954年Natta等把Ziegler催化剂中的主要组分TiCl4还原成TiCl3后与烷基铝复合成功地进行了丙烯聚合。

Ziegler-Natta催化剂在发现后仅2-3年便实现了工业化，并由此把高分子工业带入了一个崭新的时代。

7.3.1 Ziegler催化剂与Natta催化剂

1 典型的Ziegler催化剂：TiCl4 - AlEt3，液态，均相