阴离子聚合作业
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思考题2.下列烯类单体适于何种机理聚合?自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合?并说明原因。
CH2=CHCl CH2=CCl2CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2CH2=CHC6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2答:CH2=CHCl:适合自由基聚合,Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。
CH2=CCl2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。
CH2=CHCN:自由基及阴离子聚合,CN为吸电子基团。
CH2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(CN)。
CH2=CHCH3:配位聚合,甲基(CH3)供电性弱。
CH2=CHC6H5:三种机理均可,共轭体系。
CF2=CF2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小。
CH2=C(CN)COOR:阴离子聚合,取代基为两个吸电子基(CN及COOR)CH2=C(CH3)-CH=CH2:三种机理均可,共轭体系。
3. 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。
CH2=C(C6H5)2ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3CH2=CHOCOCH3CH2=C(CH3)COOCH3CH3CH=CHCOOCH3CF2=CFCl答:CH2=C(C6H5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。
ClCH=CHCl:不能,对称结构。
CH2=C(CH3)C2H5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。
CH3CH=CHCH3:不能,结构对称。
CH2=CHOCOCH3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。
CH2=C(CH3)COOCH3:甲基丙烯酸甲酯,能。
CH3CH=CHCOOCH3:不能,1,2双取代,位阻效应。
CF2=CFCl:能,结构不对称,F原子小。
7.为什么说传统自由基聚合的激励特征是慢引发,快增长,速终止?在聚合过程中,聚合物的聚合度,转化率变化趋势如何?链引发反应是形成单体自由基活性种的反应。
阴离子聚合的原理及应用阴离子聚合是一种化学反应,通过引入一种带负电荷的官能团(称为阴离子单体)和一种引发剂,在适当的条件下进行。
在聚合过程中,阴离子单体会重复结合形成大分子链。
阴离子聚合的原理可以归结为两个主要步骤:引发和聚合。
在引发步骤中,引发剂引发阴离子单体中的一个或多个电子,从而使其具有较高的反应活性。
聚合步骤涉及阴离子单体通过共价键连接到链中的其他单体,从而构建长分子链。
阴离子聚合具有许多应用。
下面是几个常见的应用领域:1. 聚合物材料:阴离子聚合可以用于制造各种聚合物材料,如聚苯乙烯、聚丙烯酸等。
这些聚合物通常具有良好的化学和物理性质,可用于制造塑料、涂料、粘合剂等。
2. 增强油田采油:阴离子聚合物可以在油田中用作增稠剂和锁水剂。
通过在水中引入阴离子聚合物,可以显著增加水的黏度,使其更容易深入油井以提高采油效率。
3. 医药领域:阴离子聚合物可以用于药物传递系统和组织工程。
阴离子聚合物可以在体内稳定传递药物,并具有可控释放的特性。
此外,阴离子聚合物也被用于制造生物相容性的组织工程支架,用于修复受损组织。
4. 染料和墨水:由于阴离子聚合物可以与许多染料相互作用并改善它们的溶解性和稳定性,因此在染料和墨水中的应用非常常见。
5. 污水处理:阴离子聚合物可以用作污水处理的絮凝剂。
它们能够吸附并结合悬浮物、颗粒和有机物,从而将其聚集成更大的团块,使其变得容易分离和去除。
总的来说,阴离子聚合是一种重要的化学反应,它在许多领域都有广泛的应用。
通过进一步研究和发展阴离子聚合的原理和应用,我们可以更好地利用其特性和潜力,从而实现更多的创新和进步。
阴离子聚合的原理及应用1. 原理介绍阴离子聚合,又称为阴离子聚合反应,是一种通过阴离子和其他物质之间的相互作用力来形成聚合物的化学反应。
在这个过程中,阴离子会引发聚合物的形成,产生高分子量的聚合物。
1.1 阴离子和聚合物的相互作用力阴离子在聚合物反应中起到了催化剂的作用,它能够引发单体分子之间的反应,从而使其发生聚合。
阴离子和单体之间的相互作用力可以分为两种类型:•离子吸引力:阴离子中的负电荷与单体中的正电荷相互吸引,从而促使单体的聚合。
•电子云共振:阴离子中的电子云与单体中的电子云相互共振,使得单体的反应活性增强。
这些相互作用力能够使得阴离子和单体之间产生稳定的中间产物,进而形成高分子量的聚合物。
1.2 阴离子聚合的机理阴离子聚合的机理可以分为以下几个步骤:1.所有原料被组织在一起,形成单体池。
2.阴离子引发剂被添加到单体池中。
3.阴离子引发剂与单体反应,产生活性中间产物。
4.活性中间产物与单体继续反应,形成长链聚合物。
5.聚合物继续生长,形成高分子量的聚合物。
2. 应用领域阴离子聚合在许多领域都有着广泛的应用,下面列举了几个常见的应用领域:2.1 涂料和涂层阴离子聚合可以用于制备高性能的涂料和涂层材料。
在涂料和涂层中,聚合物可以提供优异的附着性、耐久性和耐磨性,同时还能增强防水性能和耐化学腐蚀性能。
2.2 药物传递系统阴离子聚合可以用于制备药物传递系统,用于控制药物的释放速率和靶向递送。
阴离子聚合物可以通过调节其结构和化学性质,使得药物能够在体内持续释放,从而提高药物的疗效和减少副作用。
2.3 环境保护阴离子聚合也可以应用于环境保护领域。
例如,阴离子聚合物可以用于处理废水,通过与废水中的有机物质反应,使其发生聚合并形成沉淀物,从而实现废水的净化和回收。
3. 总结阴离子聚合是一种重要的化学反应,通过阴离子和其他物质之间的相互作用力,可以形成高分子量的聚合物。
阴离子聚合在涂料和涂层、药物传递系统以及环境保护等领域都有着广泛的应用。
阴离子聚合阴离子聚合,也叫做质子化聚合或者阴离子交换,是一种有机物结构的重要反应。
它的主要原理是当一种充满电荷的阴离子在另一种充满电荷的阳离子的表面上进行作用时,它们之间会发生结合反应,从而形成一种新的高分子结构。
质子化聚合是一种常见的高分子结构化学反应,它对于合成高分子材料、高分子复合材料和高分子液体等有着重要的意义。
阴离子聚合反应是一种把原子或分子结合在一起形成大分子物质的过程,可以分为两个基本步骤:溶剂中的阴离子受到其他阳离子的作用,使之出现质子化的过程,即质子交换反应;质子交换完成以后,阴离子之间发生结合反应,即质子化聚合反应。
质子化聚合反应可以将原子或分子结合在一起形成大分子物质,如聚氯乙烯、尼龙和聚乙烯等。
阴离子聚合反应的原料一般是有机阴离子,它们通常是苯环上的阴离子集中,例如苯甲酸、苯酚、三氯乙烯等。
对于不同的阴离子原料,阴离子聚合反应有不同的过程,但基本原理都是一样的。
在阴离子聚合反应中,阳离子可以作为活性剂,通过质子交换反应使原料阴离子发生质子化,然后形成聚合物。
质子化聚合反应的进行受到温度、pH值、溶剂性质和活性剂的影响。
一般来说,温度越高,反应的速率越快;pH值越高,反应的速率越快;溶剂性质越好,反应的速率越快;活性剂在反应中起着重要作用,可以促进反应,提高反应速率。
质子化聚合反应的产物一般是热稳定的高分子物质,其特性受原料的不同而有很大差异。
例如,当质子化聚合反应的原料是醚和醇时,产物是热稳定的热塑性高分子;如果原料是芳香族化合物,则产物是热稳定的热固性高分子,具有良好的机械性能;如果使用的原料是酸和醇,则产物是溶液性高分子,可以用于制备水性涂料、染料等。
质子化聚合反应在高分子化学中有着重要的意义,它可以用于合成高分子材料、高分子复合材料和高分子液体等,在胶粘剂、涂料、染料、塑料等领域也有着广泛的应用。
阴离子聚合反应的另一个优点是,反应的原料和产物都是天然的,毒性较低,不会对人体和环境产生不良影响。
一、判断
1、阴离子活性聚合反应可通过适当调节引发与增长反应的动力学,制得非常窄的分子量分布的聚合物;(√)
2、阴离子活性聚合反应用适当的试剂进行选择性的终止,可以合成具有功能端基的聚合物。
(√)
3、阴离子聚合引发剂可为酸、路易士酸等。
(×)
4、阴离子聚合通常在非极性溶剂中进行。
这种情况下,对应阳离子的影响可减少,醚和含氮的有机碱特别适合。
(×)
5、热塑性弹性体是指“在高温下显示橡胶的弹性,常温下又能够塑化成型的材料”。
(×)
6、三步法制SBS的主要原料有苯乙烯、丁二烯、环己烷、己烷、异戊烷、加氢汽油及引发剂丁基锂等。
(√)
7、溶聚丁苯在抗湿滑性和滚动阻力之向有最佳平衡。
它与乳聚丁苯相比,有更加优异的耐磨性和低生热性,适合制造轮胎。
(×)
8、溶聚丁苯的后处理可采用凝聚干燥法和直接干燥法。
(√)
二、填空
1、溶聚丁苯的后处理可采用凝聚干燥法和直接干燥法。
由于在溶聚丁苯中使用的Li系催化剂不同于齐格勒型过渡金属催化剂,它即使残留于橡胶中,对橡胶性能也没有明显的影响,故后处理工序可采用直接干燥法法进行。
2、锂系聚异戊二烯胶也有很多优点,特别是其引发体系呈均相、活性高、用量少,省去了单体回收和脱除残余催化剂的工序等。
3、溶剂是影响异戊二烯聚合的重要因素之一。
它不仅影响反应速度而且影响聚合物的微观结构。
具有供电子性质的物质即使含量甚微,也会降低聚合物的立构选择性。
4、以有机锂同系物作为引发剂时,各种有机锂化合物中烷基的性质并不影响聚异戊二烯的微观结构。
但是却决定了聚合的速率。
5、锂系引发剂引发聚异戊二烯橡胶的其中一个特点是聚合温度对于分子量和微观结构的影响都较小,而反应速度随聚合反应温度的提高而增大。
6、阴离子活性聚合反应合成聚合物的平均分子量可以从简单化学计量的来控制。
7、用来进行阴离子型聚合的单体,主要可以分为三种类型:(1)带有氰基、硝基和羧基类吸电子取代基的乙烯基基类单体。
(2)具有共轭双键的二烯烃类类,如苯乙烯、丁二烯、异戊二烯。
(3)环状杂原子化合物.
8、阴离子型聚合链引发和增长聚合引发种和单体发生反应时有二种情况:一是聚合引发剂和单体分子之间有两个电子转移而生成一个键;二是单电子转移而不生成键,首先生成自由基离子,然后二聚成为双离子。
9、与自由基聚合反应不同,阴离子聚合过程中溶剂以及溶剂中的少量杂质不会影响链增长过程。
而是影响反应速率和链增长的模式。
10、热塑性弹性体是指“在常温下显示橡胶的弹性,高温下又能够塑化成
型的材料”。
三、选择题
1、关于阴离子聚合的性质说法错误的是:D
A.在不同的溶剂中,阴离子增长活性中心可以以不同性质的活性种存在;
B.同一聚合体系中,可能有多种不同类型的活性中心同时增长;这对于聚合反应的速度、聚合物的分子量和其微观结构都具有极大的影响
C.在许多阴离子型反应体系中,不存在自发的终止反应
D.在许多阴离子型反应体系中,存在自发的终止反应
2、阴离子活性聚合反应的特点错误的说法是:B
A.合成聚合物的平均分子量可以从简单的化学计量来控制;
B.适当调节引发与增长反应的动力学,可制得非常宽的分子量分布的聚合物
C.适当调节引发与增长反应的动力学,可制得非常窄的分子量分布的聚合物
D.通过把不同的单体依次加入到活性聚合物链中,可以合成真正的嵌段共聚物
3、阴离子聚合引发剂不包括下列哪种: B
A.碱、路易士碱和碱金属
B.碱土金属
C.金属羰基化合物、胺、磷化氢
D.格氏试剂
4、为了保持受力制品的弹性和形状,标准的弹性体是以来进行交联的。
D
A.配位键
B.离子键
C.金属键
D.共价键
5、交联橡胶是。
D
A.在常温可显示橡胶的弹性的材料
B.热塑性材料
C.高温下能够塑化成型的材料
D.热固性材料
6、SBS化学组成为B
A.苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的三嵌段共聚物
B.苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的三嵌段共聚物
C.苯丙烯-丁二烯-苯丙烯的三嵌段共聚物
D.苯丁烯-丁二烯-苯丁烯的三嵌段共聚物
7、三步法制SBS的主要原料有:D
A.苯丙烯、丁二烯、环己烷、己烷、异戊烷、加氢汽油及引发剂丁基锂等。
B.苯乙烯、异戊二烯、环己烷、己烷、异戊烷、加氢汽油及引发剂丁基锂等。
C.苯丁烯、丁二烯、环己烷、己烷、异戊烷、加氢汽油及引发剂丁基锂等。
D.苯乙烯、丁二烯、环己烷、己烷、异戊烷、加氢汽油及引发剂丁基锂等。
8、三步法制备SBS包括四个重要工序:D
设1-原材料精制;2-SBS的脱气;3-橡胶的造粒包装;4-三嵌段物的制备;
A.1→2→3→4;
B.1→3→2→4
C.1→3→2→4;
D.1→4→2→3
9、SBS的生产中,引发剂S-丁基锂由于缔合度,所以引发反应速度快;D
A.非常大
B.一般
C.大
D.小
10、SBS的生产控制因素中,说法正确的是:A
A.极性溶剂能够破坏缔合离子对,由于有相当的自由阴离子存在,聚合速度极快。
B.极性溶剂有利于缔合离子对稳定,由于有相当的自由阴离子存在,聚合速度极快。
C.极性溶剂对缔合离子对无影响,由于有相当的自由阴离子存在,聚合速度极快。
D.极性溶剂能够促进缔合离子对的形成,由于有相当的自由阴离子存在,聚合速度极快。
四、简答题
1、用阴离子嵌段共聚来制备线型SBS有哪几种方法?
1)采用单官能团引发剂的三步加料法2)采用双官能团引发剂的两段加料法3)二步混合加料法
五、问答题
1、阴离子活性聚合反应的特点?
(1)合成聚合物的平均分子量可以从简单的化学计量来控制(2)适当调节引发与增长反应的动力学,可制得非常窄的分子量分布的聚合物(3)通过把不同的单体依次加入到活性聚合物链中,可以合成真正的嵌段共聚物
4.写出制备SBS的三步法制备过程的四个重要工序。
1 原材料精制
2 三嵌段物的制备
3 SBS的脱气
4 及橡胶的造粒包装。