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由低分子单体合成聚合物的反应称聚合反应(polymerization)。虽然高分子化合物的形 成是多步反应的结果,但如不强调基元反应, 般情况下写聚合反应式时只写一个总的反应 式,如由n个苯乙烯合成聚合度为n的聚苯乙烯的聚合反应式可写为: nCH2CH→-(-CH2-CH-)r CHs CoHs 而对由n个己二胺和n个己二酸合成聚合度为n的聚己二酰己二胺(尼龙66)的聚合反应式 可写为: nNH2(CH2)NH2 +nHOOC(CH2)COOH- H-[-HN(CH2)NH-OC(CH2)CO-].-OH+(2n-1)H2O 写聚合反应式时应注意结构单元或重复单元的写法要符合有机化学中关于有机化合物 的写法规则。由于同一种聚合物可通过多种方法合成,且一般情况下端基结构对聚合物主要 性能影响不大,因此除有必要,聚合物括号外的端基可以不写。 对于多种多样的聚合反应,可以从不同的角度进行分类。目前用得多的有两种:一种是 按单体和聚合物在反应前后组成和结构上的变化分类:另一种是按聚合反应的反应机理和动 力学分类。 1.2.1按单体和聚合物在反应前后组成和结构上的变化分类 1929年,Carothers借用有机化学中加成反应和缩合反应的概念,根据单体和聚合物之间 的组成差异,将聚合反应分为加聚反应(addition polymerization)和缩聚反应(condensation polymerization),与之对应得到的聚合物称之为加聚物(addition polymer)和缩聚物 (condensation polymer). 单体通过相互加成而形成聚合物的反应称为加聚反应。例如聚丙烯的合成。加聚物具有 重复单元和单体分子式结构(原子种类、数目)相同、仅是电子结构(化学键方向、类型) 有变化、聚合物相对分子质量是单体相对分子质量整数倍的特点。大部分的加聚物是由带有 碳碳双键的单体聚合生成的,因而这类聚合物主链由碳链组成,不含官能基团: nCH2-CH -CHz-CH-) CH 带有多个可相互官能团的单体通过有机化学中各种缩合反应消去某些小分子而形成 合物的反应称为缩聚反应。例如对苯二甲酸和乙二醇两种单体的缩聚反应,由于反应过程中 失去小分子水,生成的缩聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯的结构与单体不再相同,聚合物的相对 分子质量亦不再是单体相对分子质量的整数倍,且主链上含有碳以外的杂原子: nHOOC-○CoOH+nHOCH.CH-OH一 HO-[-OC COOCH2CH2O-].-H+(2n-1)H2O 按单体和聚合物之间的组成差异进行分类的方法具有简单、易懂,便于使用的特点,一 直沿用至今。但随着高分子科学的发展,这种分类方法的局限性日益明显,例如二元醇与 异氰酸酯反应形成聚氨酯: nHO-R-OH+nOCN-R'-NCO HO-(-R-O-OCNH-R'-NHCO-O-)I-R-O-OCNH-R'-NCO 由于聚合物最终组成与单体相同,似应划归为加聚物,但从结构看,划归为缩聚物更为合理。 再例如反应: 2
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