第五章 聚合方法
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第五章聚合方法一、名称解释1. 自由基聚合实施方法(Process of Radical Polymerization):主要有本体聚合,溶液聚合,乳液聚合,悬浮聚合四种。
2. 离子聚合实施方法:主要有溶液聚合,淤浆聚合。
3. 逐步聚合实施方法:主要有熔融聚合,溶液聚合,界面聚合。
4. 本体聚合:本体聚合是单体本身、加入少量引发剂(或不加)的聚合。
5. 悬浮聚合:悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
6. 悬浮作用:某些物质对单体有保护作用,能降低水的表面张力,能使水和单体的分散体系变为比较稳定的分散体系,这种作用称为悬浮作用。
7. 本体聚合:本体聚合是单体本身、加入少量引发剂(或不加)的聚合。
8. 溶液聚合:是指单体和引发剂溶于适当溶剂的聚合。
9. 乳液聚合:是单体在水中分散成乳液状而进行的聚合,体系由单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。
10. 分散剂:分散剂大致可分为两类,(1)水溶性有机高分子物,作用机理主要是吸咐在液滴表面,形成一层保护膜,起着保护人用,同时还使表面(或界面)张力降低,有利于液滴分散。
(2)不溶于水的无机粉末,作用机理是细粉吸咐在液滴表面,起着机械隔离的作用。
11. 乳化剂:常用的乳化剂是水溶性阴离子表面活性剂,其作用有:(1)降低表面张力,使单体乳化成微小液滴,(2)在液滴表面形成保护层,防止凝聚,使乳液稳定,(3)更为重要的作用是超过某一临界浓度之后,乳化剂分子聚集成胶束,成为引发聚合的场所。
12. 胶束:当乳化剂浓度超过临界浓度(CMC)以后,一部分乳化剂分子聚集在一起,乳化剂的疏水基团伸身胶束回部,亲水基伸向水层的一种状态。
13. 临界胶束浓度:乳化剂开始形成胶束时的浓度称为临界胶束浓度,简称CMC。
14. 亲水亲油平衡值(HLB):该值用来衡量表面活性剂中亲水部分和亲油部分对水溶性的贡献,该值的大小表表亲水性的大小。
第五章聚合方法思考题 5.1聚合方法(过程)中有许多名称,如本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合,均相聚合和非均相聚合,沉淀聚合和淤浆聚合,试说明它们相互问的区别和关系。
答聚合方法有不同的分类方法,如下表:按聚合体系中反应物的相态考虑,本体聚合是单体加有(或不加)少量引发剂的聚合。
溶液聚合是单体和引发剂溶于适当溶剂中的聚合。
悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合,体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。
按聚合体系的溶解性进行分类,聚合反应可以分成均相聚合和非均相聚合。
当单体、溶剂、聚合物之间具有很好的相溶性时,聚合为均相聚合;当单体、溶剂、聚合物之间相溶性不好而产生相分离的聚合,则为非均相聚合。
聚合初始,本体聚合和溶液聚合多属于均相体系,悬浮聚合和乳液聚合属于非均相聚合;如单体和聚合物完全互溶,则该本体聚合为均相聚合;当单体对聚合物的溶解性不好,聚合物从单体中析出,此时的本体聚合则成为非均相的沉淀聚合;溶液聚合中,聚合物不溶于溶剂从而沉析出来,就成为沉淀聚合,有时称作淤浆聚合。
思考题5.2本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。
答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。
为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
①预聚合。
在90-95℃下进行,预聚至10%~20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。
②聚合。
将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50℃)下聚合至转化率90%。
低温(40~50℃)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100℃),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。
③高温后处理。
转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100~120℃)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。
第五章聚合方法在数据处理领域中,聚合方法是一种将数据分组并计算每个组的指标或摘要统计量的技术。
聚合方法可用于对大规模数据进行分析和汇总,以便更好地理解数据集的特征和趋势。
聚合方法常用于数据分析和数据挖掘任务中,例如对市场销售数据进行统计分析、对客户行为数据进行分析等。
下面将介绍几种常见的聚合方法。
1.平均值聚合方法:这是最常见的一种聚合方法,即将一组数值求平均值。
平均值可以作为总体的中心位置指标,提供数据集的整体特征。
2.求和聚合方法:将一组数值进行求和,可以得到数据的总和。
求和适用于对数量的聚合,例如对销售额进行求和,得到总销售额。
3.计数聚合方法:计算数据集中满足一些条件的元素数量。
计数可以用于计算其中一种特定事件发生的频率或概率。
4.最大值和最小值聚合方法:分别计算数据集中的最大值和最小值,可以得到数据的范围。
最大值和最小值能够显示出数据集的极端值。
5.中位数聚合方法:将一组数值按照大小排序后,找出处于中间位置的数值。
中位数可以作为数据集的中心位置指标,与平均值不同的是,中位数不受极端值的影响。
6.众数聚合方法:计算数据集中出现频率最高的值。
众数可以用于找出数据集中的常见特征或模式。
7.方差和标准差聚合方法:方差和标准差是描述数据集分散程度的指标。
方差是各个数据与平均值之差的平方的平均值,标准差是方差的平方根。
聚合方法可以结合分组操作一起使用,根据一些属性将数据分组后再进行聚合计算。
例如,根据商品类型将销售数据进行分组,然后计算每个商品类型的平均销售额。
聚合方法在数据分析中发挥了重要作用,它可以帮助人们更好地理解数据集的特征和趋势,发现潜在的关联和模式。
而且,聚合计算可以提高数据分析的效率,减少数据处理的复杂性。
总之,聚合方法是一种对数据集进行统计和汇总的技术,常用于数据分析和数据挖掘任务中。
通过聚合计算,可以得到数据的摘要统计量,以更好地理解数据集的特征和趋势。
同时,聚合方法还可以与分组操作结合使用,进一步提高数据分析的精度和效率。
第五章--配位聚合第五章配位聚合习题参考答案1.举例说明聚合物的异构现象,如何评价聚合物的立构规整性?解答:(1)聚合物的异构现象:①结构异构聚合物,如聚甲基丙烯酸甲酯与聚丙烯酸乙酯:CH3|-[-CH2-C-]n--[-CH2-CH-]n-||CO2CH3CO2C2H5聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酸乙酯②几何异构聚合物,汉分子链中由于双键或环形结构上取代基在空间排列方式不同造成的立体异构称为几何异构,也称顺-反异构。
如丁二烯聚合所形成的1,4-聚丁二烯,其结构单元有顺式结构和反式结构两种:~~~CH2 CH2~~~~~~CH2HC = C C = CH H H CH2~~~顺式结构(顺-1,4聚丁二烯)反式结构(反-1,4聚丁二烯)③光学异构聚合物,如聚环氧丙烷有一个真正的手性碳原子:H|~~~O-C*-CH2~~~|CH3④构象异构聚合物,当大分子链中原子或原子团绕单键自由旋转所占据的特殊空间位置或单键连接的分子链单元的相对位置的改变称构象异构。
构象异构可以通过单键的旋转而互相转换。
(2)当大分子链上大部分结构单元(大于75%)是同一种立体构型时,称该大分子为有规立构聚合物,或立构规整聚合物、定向聚合物。
反之,称为无规立构聚合物。
2.写出下列单体聚合后可能出现的立构规整聚合物的结构式及名称:(1)CH2=CH-CH3(2)CH2-CH-CH3O反式结构(反-1,4聚异戊二烯)全同3,4-聚异戊二烯(R 为-C(CH 3)=CH 2) 间同3,4-聚异戊二烯(R 为-C(CH 3)=CH 2)全同1,2-聚异戊二烯(R 乙烯基) 间同3,4-聚异戊二烯(R 为乙烯基)H H CH 3 R H H CH 3 R H H H H R H H R H HH H H R H H H R H H H CH 3 R H H R CH 3 H H3.什么是配位聚合?主要有几类催化剂(或引发剂),各有什么特点?解答:(1)配位聚合:是指单体分子的碳-碳双键先在显正电性的低价态过渡金属的空位上配位,形成某种形式的络合物(常称σ-π络合物),经过四元环过渡态,随后单体分子插入过渡金属-碳键中进行增长的聚合过程。
第五章聚合方法思考题 5.2 本体法制备有机玻璃板和通用级聚苯乙烯,比较过程特征,说明如何解决传热问题、保证产品品质。
答间歇本体聚合是制备有机玻璃板的主要方法。
为解决聚合过程中的散热困难、避免体积收缩和气泡产生,保证产品品质,将聚合分成预聚合、聚合和高温后处理三个阶段来控制。
①预聚合。
在90-95 C下进行,预聚至10%〜20%转化率,自动加速效应刚开始较弱,反应容易控制,但体积已经部分收缩,体系有一定的黏度,便于灌模。
②聚合。
将预聚物灌入无机玻璃平板模,在(40-50 C)下聚合至转化率90%。
低温(40〜50C)聚合的目的在于避免或减弱自动加速效应和气泡的产生(MMA的沸点为100 C),在无机玻璃平板模中聚合的目的在于增加散热面。
③高温后处理。
转化率达90%以后,在高于PMMA的玻璃化温度的条件(100〜120C)下,使残留单体充分聚合,通用级聚苯乙烯可以采用本体聚合法生产。
其散热问题可由预聚和聚合两段来克服。
苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂,聚苯乙烯本体聚合时出现自动加速较晚。
因此预聚时聚合温度为80〜90 C,转化率控制在30%〜35%,此时未出现自动加速效应,该阶段的聚合温度和转化率均较低,体系黏度较低,有利于聚合热的排除。
后聚合阶段可在聚合塔中完成,塔顶温度为100C,塔底温度为200C,从塔顶至塔底温度逐渐升高,目的在于逐渐提高单体转化率,尽量使单体完全转化,减少残余单体,最终转化率在99%以上。
思考题 5.3 溶液聚合多用离子聚合和配位聚合,而较少用自由基聚合,为什么?答离子聚合和配位聚合的引发剂容易被水、醇、二氧化碳等含氧化合物所破坏,因此不得不采用有机溶剂进行溶液聚合。
溶液聚合可以降低聚合体系的黏度,改善混合和传热、温度易控、减弱凝胶效应,可避免局部过热。
但是溶液聚合也有很多缺点:①单体浓度较低,聚合速度慢,设备生产能力低;②单体浓度低,加上向溶剂的链转移反应,使聚合物的分子量较低;③溶剂分离回收费高,难以除尽聚合物中的残留溶剂。