基本概念 聚合反应分类 按聚合机理(Flory分类法) 连锁聚合(chain-growth polymerization) 逐步聚合(step-growth polymerization) 按组成结构变化(Carothers分类法) 加聚反应(addition polymerization) 缩聚反应(condensation polymerization)
聚合反应分类 按聚合机理( Flory分类法 ) 连锁聚合 (chain-growth polymerization) 逐步聚合 (step-growth polymerization) 按组成结构变化 (Carothers分类法) 加聚反应 (addition polymerization) 缩聚反应 (condensation polymerization)
上游充通大学 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 1896 1920 1987 2006 2-逐步聚合和缩聚 高分子化堂 化学化工学院 郭晚震 E-mail:xxguo@sjtu.edu.cn 化学楼A楼412室
1896 1920 1987 2006 2-逐步聚合和缩聚 ----高分子化学 化学化工学院 郭晓霞 E-mail:xxguo@sjtu.edu.cn 化学楼A楼412室
逐步聚合和缩聚学习目标 学习目标: 1、根据定义辨析逐步聚合和缩聚的异同点,并举例说明。 2、能说出官能度、反应程度、聚合度等基本概念,并根据定义熟 练应用。 3、分析得到高分子量缩聚物必须具备的条件。 4、说出“官能团等活性理论”内容及适用的条件。 5、能够对于线性缩聚反应动力学进行相应的计算。 6、体型缩聚中凝胶点的基本概念以及凝胶点的预测相关计算。 7、缩聚共聚的类型及基本实施方法
逐步聚合和缩聚学习目标 学习目标: 1、根据定义辨析逐步聚合和缩聚的异同点,并举例说明。 2、能说出官能度、反应程度、聚合度等基本概念,并根据定义熟 练应用。 3、分析得到高分子量缩聚物必须具备的条件。 4、说出“官能团等活性理论” 内容及适用的条件。 5、能够对于线性缩聚反应动力学进行相应的计算。 6、体型缩聚中凝胶点的基本概念以及凝胶点的预测相关计算。 7、缩聚共聚的类型及基本实施方法
逐步聚合 逐步聚合 Step polymerization (polymer mechanism) dimer(二聚体) Dimer monomer trimer(三聚体) Dimer dimer tetramer (四聚体) Trimer monomer tetramer Trimer dimer pentamer (五聚体) Trimer trimer hexamer(六聚体) m-聚体+n-聚体 (m+)-聚体+水
逐步聚合 逐步聚合 Step polymerization (polymer mechanism) Monomer(单体)+ monomer dimer(二聚体) Dimer + monomer trimer(三聚体) Dimer + dimer tetramer (四聚体) Trimer + monomer tetramer Trimer + dimer pentamer (五聚体) Trimer + trimer hexamer(六聚体) … … … + m 聚体 n 聚体 (m +n) 聚体 + 水
逐步聚合实例* 酯化友寇(esterfication) nHOOC(CH2)COOH nHOCH2(CH2)CH2OH H0E0C(CH2)4C00(CH2)60☑H+(2m-1)H,0 √酰腰化友寇(amidation) nHN-(CH)-NH-8 CIOC-一CH-coc1→HNH-C0sNC-(CH-元q+(-D)HCI 形成聚氨酯友寇(the formation of urethanes.) 分子间氢转移 n HO(CH2)4OH n O=C=N(CH2)6N=C=O (聚加成) 丁二醇 二异氰酸酯 (CH2)4OCONH(CH2)6NHCO 聚氨酯
逐步聚合实例* 酯化反应(esterfication) 酰胺化反应(amidation) 形成聚氨酯反应(the formation of urethanes)
非缩聚型的逐步聚合反应 +n HO-R'-OH 聚氨酯 十8{-R果8-0-R-Dh 聚加成 CH3 CH3 OH+n/202 cu胺类, 聚苯醚 -H20 氧化偶合 CH3 CH: NH(CH2)sCONH(CH2)CO 聚酰胺6 开环聚合 CH2 +n CH2 D-A双烯加成 上迷聚合反应产物多为杂链聚合物,与缩聚物类以
聚氨酯 聚加成 聚苯醚 氧化偶合 聚酰胺6 开环聚合 D-A双烯加成 上述聚合反应产物多为杂链聚合物,与缩聚物类似。 非缩聚型的逐步聚合反应
缩(合)聚(合)* 缩聚(缩合聚合):是指带有两个或两个以上官 能团单体之间连续、重复进行的缩合反应。 Condensation polymerization (polymer structure) 缩合反应: CH,C00+CH,CH,OH、0 H3COOCHCH3+H2O >缩聚反应: n HOOC(CH2)COOH+nHOCH2(CH2)4CH2OH HOOC(CH2)4COO(CH2H+(2n-1)H2O
缩(合)聚(合)* 缩聚(缩合聚合):是指带有两个或两个以上官 能团单体之间连续、重复进行的缩合反应。 Condensation polymerization (polymer structure) 缩合反应: 缩聚反应: CH3COOH + CH3CH2OH H + CH3COOCH2CH3 + H2O n HOOC(CH2 ) 4COOH + nHOCH2 (CH2 ) 4CH2OH HO OC(CH2 ) 4COO(CH2 ) 6O H n + (2n-1)H2O
缩聚反应的特点* 有机官能团之间的反应(有机化学缩合反应) 如:-OH、-COOH、-NH2、-COOR、-COCI、- (CO)2O、-H、-Cl、-SO3H等 单体能参与反应的官能团的个数(宜能度) 大于等于2 ©产物:主产物+小分子(HO,HCI等)
缩聚反应的特点* 有机官能团之间的反应(有机化学缩合反应) 如: -OH、-COOH、-NH2、- COOR、- COCl、- (CO)2O、- H、- Cl、- SO3H等 单体能参与反应的官能团的个数(官能度) 大于等于2 产物:主产物 + 小分子(H2O, HCl等)
基本概念 官能度* 官能度:单体分子中能够参加反应的官能团数( f) CHCOOH CHCHOH CH3COOCH2CH3+H2O f=1 f=1 1-1体系(缩合) CH3COOH+HO-CH2-CH2-OH> CH3COOCHCH2OOCCH3 f=1 f=2 1-2体系(封端) >尼龙66(Nylon66) nHOOC(CH2)4COOH+nHOCH2(CH2)4CH2OH HOOC(CH2)4COO(CH2)OH+(2n-1)H2O 官能度? 反应?
官能度* 官能度:单体分子中能够参加反应的官能团数(f) f=1 f=1 1-1体系(缩合) f=1 f=2 1-2体系(封端) 尼龙66(Nylon66) 官能度? 反应? CH3COOH + HO CH2 CH2 OH CH3COOCH2CH2OOCCH3 CH3COOH + CH3CH2OH H + CH3COOCH2CH3 + H2O n HOOC(CH2 ) 4COOH + nHOCH2 (CH2 ) 4CH2OH HO OC(CH2 ) 4COO(CH2 ) 6O H n + (2n-1)H2O 基本概念