高分子科學(xué)導(dǎo)論-高分子的合成(已修改)
2025-05-14 06:53 本頁(yè)面
【正文】 高分子科學(xué)導(dǎo)論 高分子的合成與化學(xué)性能 Polymer synthesis and chemical properties 董 銳 Introduction to polymer science 第一講 高分子科學(xué)導(dǎo)論 Polymer Science Structure Monomer Synthesize Polymer Characterization amp。 Analysis Properties Processing Products Molecular design Polymer Chemistry Polymer Engineering Polymer Physics 高分子科學(xué)導(dǎo)論 Content ? 高分子的聚合方法 Polymerization ? 聚合物的分子設(shè)計(jì) Molecular design of the polymer ? 聚合物的化學(xué)反應(yīng) Reactions of the Polymer ? 高分子的老化、降解與回收 Polymer aging, degradation and recycling 高分子科學(xué)導(dǎo)論 Polymerization 按單體和聚合物在組成和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化分類 在高分子化學(xué)發(fā)展的早期，曾根據(jù)單體和聚合物的組成和結(jié)構(gòu)上發(fā)生的變化，將聚合反應(yīng)分為加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。 加聚反應(yīng)（ addition polymerization） 單體經(jīng)加成反應(yīng)的聚合過(guò)程稱為加聚反應(yīng)。大多數(shù)烯類單體和炔類單體的聚合過(guò)程都是加聚反應(yīng)。 縮聚反應(yīng) （ condensation polymerization） 縮聚反應(yīng)通常是官能團(tuán)間的反應(yīng)，除了形成聚合主產(chǎn)物縮聚物以外，根據(jù)官能團(tuán)種類的不同，還有水、醇、氨、氯化氫等低分子副產(chǎn)物產(chǎn)生。 高分子科學(xué)導(dǎo)論 Polymerization 按聚合機(jī)理或動(dòng)力學(xué)分類 ? 連鎖聚合 （ chain polymerization） ? Chain (growth) polymerization is a polymerization technique where unsaturated monomer molecules add on to a growing polymer chain one at a time. It can be represented with the chemical equation: ? n M ( M )n ? 逐步聚合 （ Step polymerization） ? Step (growth) polymerization refers to a type of polymerization mechanism in which bifunctional or multifunctional monomers react to form first dimers, then trimers, longer oligomers and eventually long chain polymers. 高分子科學(xué)導(dǎo)論 Chain Polymerization a. 連鎖聚合反應(yīng)是合成 碳鏈聚合物 的聚合反應(yīng)； b. 由多個(gè)機(jī)理不同基元反應(yīng)組成，反應(yīng)速率和活化能差別大； c. 單體只能與活性中心反應(yīng)生成新的活性中心，單體之間不能反應(yīng)； d. 反應(yīng)體系始終是由單體、聚合產(chǎn)物和微量引發(fā)劑及含活性中心的增長(zhǎng)鏈所組成； e. 聚合產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量一般不隨單體轉(zhuǎn)化率而變。 基元反應(yīng) 連鎖聚合 鏈引發(fā)（ Chain initiation） 鏈增長(zhǎng)（ Chain propagation） 鏈終止（ Chain termination） 高分子科學(xué)導(dǎo)論 Chain Polymerization ? 活性中心（ reactive center) 可以是 自由基 、 陽(yáng)離子 和 陰離子 ，它進(jìn)攻單體的雙鍵，使單體的 π鍵打開，與之加成，形成單體活性種，而后進(jìn)一步與單體加成，促使鏈增長(zhǎng)。 均裂 : R??R 2R?（自由基） 異裂 : A??B A?? （陰離子） + B （陽(yáng)離子） ? 連鎖聚合的單體 （ monomer） 發(fā)生連鎖聚合反應(yīng)的單體大致分為三類：含 碳碳雙鍵的單烯類和共軛雙烯類單體；羰基化合物和雜環(huán)化合物 。 ? 單體聚合的條件 熱力學(xué)方面 : 單體和聚合物的自由焓差 ΔG 應(yīng)小于零。 動(dòng)力學(xué)方面 : 需有適當(dāng)?shù)囊l(fā)劑、溫度等動(dòng)力學(xué)條件。
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