聚合物的化学反应
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聚合物的化学反应第九章聚合物的化学反应聚合物化学反应的特征大分子基团的活性大分子上的基团的活性一般小于低分子,并且受到基团所处的宏观(物理)、微观(化学)因素的影响。
物理因素对基团活性的影响1、结晶度药剂难以渗入晶区,反应多限于表面。
反应多在非晶区进行。
必要时可溶胀破坏晶区。
2、相态在均相溶液,非均相气固态下的反应的结果差别很大。
3、溶解度无规线团中,局部的高分子基团浓度大。
化学因素对基团活性的影响1、几率效应当聚合物相邻侧基作无规成对反应时,由于相邻基团按几率反应,中间往往留有未反应的孤立单个基团,最高转化程度因而受到限制。
2、邻近基团效应高分子中原有基团或反应后形成的新基团的位阻效应和电子效应,以及试剂的静电作用,均可能影响到邻近基团的活性和基团的转化程度。
位阻效应——影响转化率静电相斥——令反应减速静电相吸——令反应增速有利于形成5、6元环中间体——反应加速聚合物的基团反应聚二烯烃的加成反应二烯类橡胶中含有双键,可以进行加成。
1、加氢能提高橡胶的耐候性。
2、氯化和氢氯化在四氯化碳溶液中与氯反应。
能提高耐溶剂性、提高对水气的阻透性聚烯烃和聚氯乙烯的氯化氯化聚乙稀属于连锁机理。
氯气吸收紫外光光子后,均裂形成氯自由基。
向高分子链进攻,夺取氢后,留下链自由基。
氯形成氯化氢。
链自由基成为活性种,引发氯分子,连锁机理。
氯化聚乙烯CPE可是弹性体,阻燃,可用作聚氯乙烯抗冲击改性剂。
聚丙烯也可氯化。
聚氯乙烯也可氯化,提高耐热性、耐候、耐腐蚀、阻燃。
可用于热水管、化工设备等。
聚醋酸乙烯酯的醇解聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解生成聚乙烯醇。
不同用途对醇解度DH 有要求。
若分子内缩醛,形成六元环,由于几率效应,不能完全转化。
聚丙烯酸酯类的基团反应丙烯腈——水解——丙烯酰胺——水解——丙烯酸可用于锅炉水的防垢,和水处理的絮凝。
可经霍夫曼反应生成聚乙烯胺。
苯环侧基的取代反应烷基化、氯化、磺化、氯甲基化、硝化。
苯乙烯——发烟硫酸——阳离子交换树脂苯乙烯——氯代二甲基醚——氯甲基——季铵基团——阴离子交换树脂环化反应提高聚合物的刚性,丙烯腈——200~300℃预氧化——800~1900℃炭化——2500℃石墨化——碳纤维聚二烯烃环氧化,用作涂料和增强塑料。
聚合物的化学反应主要有几种类型在化学领域中,聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物,其结构可以通过多种化学反应形成。
这些化学反应涉及不同的机理和变化过程,可以大致归纳为几种主要类型。
1. 加成聚合加成聚合是一种重要的聚合物化学反应类型,通过这种方式,单体分子中的双键或三键被打开,使得分子间形成新的共价键,从而构建出长链聚合物。
其中,乙烯的聚合是一个经典的例子,通过引发剂或催化剂的作用,乙烯单体可以不断加入形成聚乙烯链。
2. 缩聚反应缩聚反应发生在含有两种或多种官能团的单体之间,通过这种反应,分子内的官能团之间形成新的共价键,并且释放小分子副产物(如水或醇)。
典型的缩聚反应包括酯化反应、酰胺化反应等。
例如,通过酯化反应可以合成聚酯,这是一类常见的聚合物。
3. 自由基聚合自由基聚合是通过自由基参与的聚合反应,自由基是具有未成对电子的中性分子或离子,其反应活性较高。
在自由基聚合中,单体分子会与自由基反应形成链式反应,最终形成高分子聚合物。
丙烯腈的聚合就是一种典型的自由基聚合反应。
4. 阴离子聚合阴离子聚合是由带负电荷的离子参与的聚合反应类型。
在这种类型的聚合中,阴离子引发剂会引发单体发生开环聚合反应,生成负载荷的离子,并最终形成高分子聚合物。
例如,氯乙烯的聚合反应就属于阴离子聚合。
结语综上所述,聚合物的化学反应主要包括加成聚合、缩聚反应、自由基聚合和阴离子聚合等几种类型。
这些不同类型的聚合反应为我们制备各种功能性聚合物提供了重要的化学手段,也为材料科学、生物医药领域的研究提供了基础支持。
通过深入了解这些聚合反应的机理和特点,我们能更好地设计合成新型高性能聚合物,推动科技与产业的发展。
聚合物的化学反应名词解释聚合物是由许多重复单元通过化学反应相互连接而成的大分子化合物。
在聚合物的化学反应中,涉及到许多特定的名词和概念。
本文将对这些名词进行解释,以帮助读者更好地理解聚合物的化学反应过程。
一、聚合反应聚合反应是多个单体分子通过特定的化学反应,生成一个或多个高分子聚合物的过程。
常见的聚合反应包括加聚反应和缩聚反应。
加聚反应是指单体分子中的双键或三键被打开,并与其他单体分子发生共价键形成,生成聚合物。
缩聚反应则是通过两个或多个单体分子的反应失去一个小分子,例如水,形成聚合物。
二、单体单体是参与聚合反应的分子单位,是聚合物合成的基本构成单元。
单体可以是有机化合物,也可以是无机化合物。
在聚合反应中,单体通过共价键的形成与其他单体连接在一起,形成聚合物的主链。
单体的选择对聚合物的性质和用途有很大的影响。
三、引发剂在聚合反应中,引发剂被用来引发聚合过程。
引发剂可以是热能、光能、电能或化学物质。
引发剂的选择取决于所需的聚合反应速度和条件。
引发剂通过引发聚合反应中的自由基形成,从而提高反应速率。
四、聚合度聚合度是指聚合物中重复单元的数量,也可理解为聚合物链的长度。
聚合度的大小直接影响到聚合物的物理和化学性质。
一般来说,聚合度越大,聚合物的分子量越高,性质越稳定。
五、共聚物共聚物是由两种或更多种不同单体按一定比例混合聚合而成的聚合物。
共聚物的存在可以调节聚合物的性质,使其具有更多样的特性。
常见的共聚物有嵌段共聚物、交替共聚物和无规共聚物等。
六、交联聚合交联聚合是指通过化学反应或物理作用将两个或多个线性聚合物或共聚物的链连接在一起,形成一个具有高度网络结构的聚合物。
交联聚合可以提高聚合物的力学性能和热稳定性。
常见的交联方式包括辐射交联、热交联和化学交联等。
七、配位聚合配位聚合是指通过配位键的形成将金属离子和有机配体连接在一起形成聚合物的反应过程。
配位聚合可以得到具有特殊性质的聚合物,如电学性能和光学性能等。
第七章聚合物化学反应一、名称解释1. 聚合物化学反应:研究聚合物分子链上或分子链间官能团相互转化的化学反应过程。
聚合物的化学反应根据聚合物的聚合度和基团的变化(侧基和端基)可分为相似转变、聚合物变大的反应及聚合物变小的反应。
2. 功能高分子:是指具有传递、转换或储存物质、能量可信息的高分子,其结构特征是聚合物上带有特殊功能基团,其中聚合物部份起着载体的作用,不参与化学反应。
按功能的不同,可分为化学功能高分子、物理功能高分子和生物功能高分子。
3. 高分子试剂:也叫反应性高分子,即高分子试剂上的基团起着化学试剂的作用,它是各类高分子的化学试剂的总称。
4. 高分子催化剂:将能起催化剂作用的基团接到高分子母体上,高分子本身不发生变化,但能起催化低分子反应。
这种催化剂称作高分子催化剂,5. 低分子基质:低分子反应物中的特定基团与保护试剂作用后受到保护不再参与主反应,这种受到保护的低分子反应物称作低分子基质。
6. 高分子基质:将要准备反应的低分子化合物以共价键形式结合到聚合物载体上,得到高分子基质。
7. 接枝:通过化学反应,在某些聚合物主链上接上结构、组成不同的支链,这一过程称为接枝,形成的产物称为接枝共聚物。
8. 嵌段:形成嵌段共聚物的过程。
9. 扩链:分子量不高的聚合物,通过适当的方法,使多个大分子连接在一起,分子量因而增大的过程称为扩链。
10. 交联:聚合物在光、热、辐射、或交联剂作用下,分子链间形成共价键,产生凝胶或不溶物,这一过程称为交联。
交联有化学交联和物理交联。
交联的最终目的是提高聚合物的性能。
如橡胶的硫化等。
11. 交联剂:使聚合物交联的试剂。
12. 降解:降解是聚合度分子量变小的化学反应的总称。
它是高分子链在机械力、热、超声波、光、氧、水、化学药品、微生物等作用下,发生解聚、无规断链及低分子物脱除等反应。
13. 老化:聚合物及其制品在加工、贮存及使用过程中,物理化学性质及力学性能逐步变坏,这种现象称老化。