第5章-縮合聚合生產(chǎn)工藝(已修改)
2025-03-06 11:58 本頁面
【正文】 第五章 縮合聚合生產(chǎn)工藝 第一節(jié) 概述 1. 逐步聚合反應(yīng) ● 聚合 反應(yīng)是通過單體功能基之間的反應(yīng)逐步進(jìn)行的。 ● 每步反應(yīng)的機(jī)理相同，因而反應(yīng)速率和活化能大致相同。 ● 反應(yīng)體系始終由單體和分子量遞增的一系列中間產(chǎn)物組成，單體以及任何中間產(chǎn)物兩分子間都能發(fā)生反應(yīng)。 ● 聚合產(chǎn)物的分子量是逐步增大的。 最重要的特征：聚合體系中任何兩分子（單體分子或聚合物分子）間都能相互反應(yīng)生成聚合度更高的聚合物分子。 逐步聚合反應(yīng)單體轉(zhuǎn)化率、聚合度與反應(yīng)時間關(guān)系 單體轉(zhuǎn)化率 產(chǎn)物聚合度 反應(yīng)時間 逐步聚合反應(yīng)具體反應(yīng)種類很多，概括起來主要有兩大類： 縮合聚合 （ Polycondensation) 和 逐步加成聚合 (Polyaddition) 定義： 含有反應(yīng)性官能團(tuán)的單體經(jīng)縮合反應(yīng)析出小分子化合物生成聚合物的反應(yīng)稱為縮合聚合反應(yīng)。 要求 單體官能度 ≥2。 2. 縮聚反應(yīng) ● 單體官能度 ：一個單體分子上反應(yīng)活性中心的數(shù)目，用 f 表示。 通式 a,b— 官能團(tuán)， A,B— 殘基。 (1) 22官能度體系 線型縮聚 a. 聚酯反應(yīng)： 二元醇與二元羧酸、二元酯、二元酰氯等之間反應(yīng) n HOROH + n HOOCR’ COOH H(OROOCR’ CO)nOH + (2n1) H2O b. 聚醚化反應(yīng)： 二元醇與二元醇反應(yīng) n HOROH + n HOR’ OH H(OROR’ )nOH + (2n1) H2O c. 聚酰胺反應(yīng)： 二元胺與二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反應(yīng) n H2NRNH2 + n ClOCR’ COCl H(HNRNHOCR’ CO)nCl + (2n1) HCl 如某一分子帶有能相互反應(yīng)的官能團(tuán) a,b，經(jīng)自縮聚也能得到線型縮聚物，例如氨基酸。 通式 (2)2官能度體系 線型縮聚 a. 兩功能基不同并可相互反應(yīng) ：如羥基酸聚合生成聚酯 n HORCOOH H(ORCO)nOH + (n1) H2O b. 兩功能基相同并可相互反應(yīng)： 如二元醇聚合生成聚醚 n HOROH H(OR)nOH + (n1) H2O (3)體型縮聚 ：參加反應(yīng)的單體中至少有一種帶有兩個以上官能團(tuán)；大分子向三個以上方向增長；產(chǎn)物為體型結(jié)構(gòu)。 n aAa ＋ n bBb b ～ A－ B－ A－ B－ A－ B－ A－ B－ A－ B－ A～ ～ A－ B－ A～ ～ A－ B－ A－ B－ A－ B－ A－ B－ A－ B－ A～ A A A A～ A～ A A～ 23官能度體系通式 例如酚醛樹脂、脲醛樹脂 低分子縮合反應(yīng)物 (4) 不同官能度體系的反應(yīng)產(chǎn)物 線型縮聚物 體型縮聚物 1 1 13官能度體系 22或 2官能度體系 2 24等多官能度體系 3. 線型縮聚物 (1) 單體是 22或 2官能度 體系，則生成的大分子是線型結(jié)構(gòu)的縮聚物，稱 線型縮聚物。 (2)應(yīng)用：要用作熱塑性塑料、合成纖維、涂料與粘合劑等，例如聚酰胺類主要用作合成 纖維 (尼龍 66)，聚對苯二甲酸乙二酯主要用作 滌綸纖維 和生產(chǎn)薄膜，聚碳酸酯主要用作 工程塑料 ，聚砜、聚酰亞胺以及芳族雜環(huán)聚合物主要用作 耐高溫塑料 。 (3)生產(chǎn)方法：一次合成直接生產(chǎn)高分子量合成樹脂。 n aAa ＋ n n bBb a [ AB ] b (2n1)ab ＋ n aAb n a [ A ] b (n1)ab ＋ 通式： 4. 體型縮聚物 (1)如果一部分單體含有的反應(yīng)性 官能團(tuán)數(shù)目大于 2．則經(jīng)縮聚反應(yīng)生成的最終產(chǎn)物為體型結(jié)構(gòu)的聚合物 (簡稱為 體型縮聚物 )。
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