Tevie 1、丙烯酰胺和苯乙烯分别进行溶液聚合,请选择你 认为合适的引发剂和聚合反应温度范围。 2、乙烯聚合制备食品包装袋用聚乙烯树脂,选择偶 氮和过氧类引发剂中那一类更合适,为什么? 3、引发剂的t2=8h,四。=0.05moL, 问:引发剂初期的分解速率R=?
1、丙烯酰胺和苯乙烯分别进行溶液聚合,请选择你 认为合适的引发剂和聚合反应温度范围。 2、乙烯聚合制备食品包装袋用聚乙烯树脂,选择偶 氮和过氧类引发剂中那一类更合适,为什么? 3、引发剂的t 1/2 = 8 h,[I]o = 0.05mol/L , 问:引发剂初期的分解速率Rd = ?
§3.4聚合反应动力学 1、聚合速率的表示方法 1213 2、聚合反应过程 88 诱导期一一零速期 初期一一等速期 中期一一加速期 后期一一减速期 反应时间/min
§3.4 聚合反应动力学 2、聚合反应过程 诱导期--零速期 初 期--等速期 中 期--加速期 后 期--减速期 1、聚合速率的表示方法 反应时间/min 转化率,% 1 2 3 4
洪区 反应时间/min
反应时间/min 反应速率 1 2 3 4
MMA50C,BPO PMMA(s形) 零速期 →2R.杂质失活 2 等速期 Rp恒定 C%=0-20% (聚合初期) 3 加速期 Rp自动加速 C%=20-80% (聚合中期) 4 减速期 Rp减小 C%=80-95% (聚合后期)
MMA 50℃,BPO PMMA (s形) 1 零速期 I→2R.杂质 失活 2 等速期 (聚合初期) Rp恒定 C%=0-20% 3 加速期 (聚合中期) Rp自动加速 C%=20-80% 4 减速期 (聚合后期) Rp减小 C%=80-95%
3、聚合反应初期动力学(理论推导的思考方法,严谨的推理和讨论) (1)三个基元反应动力学方程 引发剂引发 引发剂分解速率: -d[I]/dt =kd [I] Kd 初级自由基生成速率: 2R. V11=2fka[叮 R.+M ki RM 单体自由基生成速率: V12=2fk:[M[R.] 链增长 Vp kp [M][M-] kpi RM·+nM VP2=kp2[M][M2"] Vpn=kpn [M][Mn - 双基终止 Mx·+My" Ktd Vtc 2 kte [M-]2 Vtd 2kta [M-]2
3、聚合反应初期动力学( 理论推导的思考方法,严谨的推理和讨论) (1)三个基元反应动力学方程 引发剂分解速率: 初级自由基生成速率: 单体自由基生成速率: 引发剂引发 链增长 双基终止 I R R RM 2 kd k i + M . RM k p i . + nM M + k t d x .x M x y . k t c Vp1 Vp2 kp1 [M][M1 ] kp2 [M] [M2 ] Vpn kpn [M][Mn ] . = . = = . Vtc [M ] Vtd [M ] k t c . = 2 k t d = . 2 2 2 V k [M] i 2 = 2 f i [R ] . -d[I]/dt = kd [I] Vi 1 = 2 f kd [I]
(2) 聚合反应总速率 Rp =-d[M]/dt Vi2 Vp1+Vp2+.Vpn 假设一:自由基等活性 Rp )=Vi2 Vp 假设二:聚合度很大 Rp Vp kp[M][M - 假设三:稳态假设 Vi1 Vt [M]=kdk12四12 Rp kp (fkd/kt)1212 [M]
Rp = -d[M]/dt = Vi2 + ( Vp1+ Vp2 + . + Vpn ) 假设一:自由基等活性 Rp = Vi2 + Vp 假设二:聚合度很大 Rp = Vp = kp[M][M ] . 假设三:稳态假设 Vi1 = Vt [M ] = . (fkd/kt) [I] 1/2 1/2 (2)聚合反应总速率 Rp = (fkd/kt) [I] [M] 1/2 1/2 kp
(3) 关于动力学方程的讨论(R,=k。(fk./k)05[M][I.5) a.使用范围:假设1~、条件I~V 假设! 等活性理论 假设川 聚合度很大 假设 自由基稳态 条件 无链转移 条件川 低转化率 条件Ⅲ 双基终止 条件IV 引发剂引发且Rd为控速步 思考:所推导出来的聚合反应初期动力学方程的形式 是否是确定的、不变的?
(3) 关于动力学方程的讨论(Rp=kp (fkd /kt ) 0.5 [M][I] 0.5 ) a.使用范围:假设I ~ III、条件 I ~ IV 假设I 等活性理论 假设II 聚合度很大 假设III 自由基稳态 条件I 无链转移 条件II 低转化率 条件III 双基终止 条件IV 引发剂引发且Rd为控速步 思考:所推导出来的聚合反应初期动力学方程的形式 是否是确定的、不变的?
b.Rp∝[In 0.8 热引发 引发剂引发 引发剂引发 双基终止 一双基终止 单基终止
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 n b. Rp∝[I]n 引发剂引发 双基终止 热引发 双基终止 引发剂引发 单基终止
c.Rp∝[Mm(条件IV) 2 1.8 1.6 引发剂引发 引发剂引发 热引发 k》ka ki~kd 二〉 R=k;[M]2 Ri=2k四 R=2kM四
1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 m 引发剂引发 ki 》kd Ri=2fkd [I] 引发剂引发 ki≈kd Ri=2fkd [M][I] 热引发 Ri=ki [M]2 c. Rp∝[M]m (条件Ⅳ)
(4)小结 Rp=k[M]m[I]n其中m=1~2,n=0~1 引发剂引发时,m=1~1.5,n=0.5~1 (5)积分式 =(月 1 I]2t [M] (6)温度对聚合速率的影响 (问题:温度是如何影响聚合速率的?) T反升高,ka增大
(4) 小结 Rp=k[M]m[I]n 其中m=1~2, n=0~1 引发剂引发时, m=1~1.5, n=0.5~1 (5)积分式 I t k f k k M M t d p o 2 1 2 1 [ ] [ ] [ ] ln = (6)温度对聚合速率的影响 (问题:温度是如何影响聚合速率的?) T反升高,kR增大