涂料化学第3章 聚合反应

聚合反应聚合反应是化学反应中的一种重要类型，指的是将多个单体分子或原子结合成高分子化合物的过程。

这种反应可用于合成各种聚合物，如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。

聚合反应在材料科学、医学、生物学和工程领域具有广泛的应用。

聚合反应的目的是通过化学手段将简单的单体分子或原子连接成高分子化合物。

这种反应通常需要引入一种叫做引发剂的物质来促进反应。

引发剂能够提供能量，使反应发生并生成更加稳定的化合物。

聚合反应可以是自由基、阴离子或阳离子过程，具体取决于反应的类型和单体的性质。

自由基聚合是聚合反应中最常见的一种类型。

它涉及到自由基的产生和链式反应的进行。

首先，引发剂通过加热、辐射或化学反应等方式分解生成自由基。

这些自由基与单体分子发生反应，形成新的自由基。

随后，这些自由基与更多的单体分子反应，形成一个长链的高分子化合物。

这个过程一直进行，直到所有的单体被消耗完毕或反应被中断。

阴离子聚合是另一种聚合反应的类型。

在这种反应中，引发剂能够引起单体分子的解离，形成带负电荷的离子（即阴离子）。

这些离子会与其他单体分子结合，形成一个长链的高分子化合物。

与自由基聚合不同，阴离子聚合是一个离子链式反应过程，具有特定的立体化学性质和反应速率规律。

阳离子聚合是聚合反应中较为罕见的一种类型。

在这种反应中，引发剂引发单体分子的质子化或空间结构变化，形成带正电荷的离子（即阳离子）。

这些离子会与其他单体分子结合，形成一个长链的高分子化合物。

阳离子聚合也是一个离子链式反应过程，与阴离子聚合类似。

聚合反应具有许多优点。

首先，它可以合成高分子化合物，具有特定的结构和性质，如线性、交联或支化。

不同结构的聚合物在材料性能和应用方面有着不同的优势。

其次，聚合反应可以在常温下进行，无需高压条件。

这使得它成为一种相对廉价和易实施的合成方法。

此外，聚合反应也可以在大规模工业生产中使用，以满足不同领域的需求。

然而，聚合反应也存在一些限制和挑战。

首先，选择合适的单体和引发剂对于实现特定聚合反应至关重要。

聚合反应在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下，乙烯双键里的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相结合成为很长的链。

这个反应的化学方程式用下式来表示：反应的产物是聚乙烯，它是一种分子量很大（几万到几十万）的化合物，分子式可简单写为（C2H4）n。

生成聚乙烯这样的反应属于聚合反应。

在聚合反应里，分子量小的化合物（单体）分子互相结合成为分子量很大的化合物（高分子化合物）的分子。

这种聚合反应也是加成反应，所以又属于加成聚合反应，简称加聚反应。

聚乙烯是一种重要的塑料，由于它性质坚韧，低温时仍能保持柔软性，化学性质稳定，电绝缘性高，在工农业生产和日常生活中有广泛应用。

从60年代以来，世界上乙烯的产量迅速发展。

乙烯是石油化学工业最重要的基础原料，用于制造塑料、合成纤维、有机溶剂等。

乙烯生产的发展带动了其它石油化工基础原料和产品的发展。

乙烯还是一种植物生长调节剂，它可用做果实催熟剂等。

1.为什么涂料价格千差万别?2.喷涂施工前准备事项3.怎样涂刷内墙涂料4.巧把涂料质量关5.为装饰后的墙面“诊病”6.购买涂料谨防“打折”7.国货、洋货哪个更好8.涂料选择教你一招9.涂料涂刷出问题,施工阶段巧防治10.涂料种类千差万别,装修毒性轻重一11.乳胶漆一点通12.乳胶漆的施工技巧13.墙面涂料哪种好14.外墙乳胶漆能刷内墙吗15.用质感涂料突出局部效果(图)16.涂料色彩与朝向有关17.墙面涂料质量标准18.乳胶漆的成分19.乳胶漆有哪些常见病20.哪种涂料藏杀手？21.硝基清漆、乳胶漆有害气体知多少22.刷内墙涂料应包括哪些23.选涂料该注意什么24.如何防止涂料变色25.哪种油漆更安全？26.涂料质量巧判断27.涂料的比较28.绿色胶粘剂消费常识乳胶漆的成分乳胶漆是由乳液、颜料、填充料、助剂和水组成的，判断乳胶漆是否有毒，主要是看它添加的这些原料本身是否含有毒成分。

首先谈乳液，它是影响乳胶漆性能的最主要的原料，外观类似牛奶。

一基本术语1.连锁聚合连锁聚合（英文名称Chain polymerization）又称连锁聚合反应；链式聚合反应（chain-reaction polymerization）。

在聚合反应过程中有活性中心（自由基或离子）形成，而且可以在很短的时间内使许多单体聚合在一起，形成分子量很大的大分子的反应。

是聚合反应的一大类，主要包括三个基元反应，即链引发、链增长和链终止。

又是还伴有连转移反应发生。

按活性中心的不同，可细分为自由基型聚合、阳离子型聚合、阴离子型聚合和配位聚合四种类型。

2.自由基聚合自由基聚合（free radical polymerization）为用自由基引发，使链增长（链生长）自由基不断增长的聚合反应。

又称游离基聚合。

加成聚合反应，绝大多数是由含不饱和双键的烯类单体作为原料，通过打开单体分子中的双键，在分子间进行重复多次的加成反应，把许多单体连接起来，形成大分子。

它主要应用于烯类的加成聚合。

最常用的产生自由基的方法是引发剂的受热分解或二组分引发剂的氧化还原分解反应，也可以用加热、紫外线辐照、高能辐照、电解和等离子体引发等方法产生自由基。

3.逐步聚合逐步聚合（Step Polymerization）：逐步聚合反应是高分子材料合成的重要方法之一。

在高分子化学和高分子合成工业中占有重要地位。

有很多用该方法合成的聚合物．其中包括人们熟知的涤纶、尼龙、聚氨酯、酚醛树脂等高分子材料。

特别是近年来，逐步聚合反应的研究无论在理论上，还是在实际应用上都有了新的发展．一些高强度、高模量及耐高温等综合性能优异的高分子材料不断问世。

例如：聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺及聚苯并咪唑等。

逐步聚合反应通常是由单体所带的两种不同的官能团之间发生化学反应而进行的，例如：羟基和羧基之间的反应。

两种官能团可在不同的单体上，也可在同一单体内。

绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。

其特征是低分子转变成高分子是缓慢逐步进行的，每步反应的速率和活化能大致相同。

聚合反应的机理与应用聚合反应是一种化学反应过程，通过将小分子物质（单体）聚合成高分子化合物（聚合物）。

聚合反应具有广泛的应用领域，包括塑料制品、涂料、纤维、医学领域等等。

本文将探讨聚合反应的机理以及其在不同领域的应用。

一、聚合反应的机理聚合反应的机理主要包括引发聚合和链延长两个步骤。

1. 引发聚合引发聚合是聚合反应的第一步，它使得单体开始聚合成高分子。

引发聚合的方法有自由基引发聚合、阴离子引发聚合、阳离子引发聚合等。

自由基引发聚合是最常用的方法，其中自由基引发剂会在反应中生成自由基，然后自由基会与单体发生反应形成新的自由基，从而引发聚合链的延长。

2. 链延长链延长是指聚合反应中高分子链的生长过程。

这个过程包括两个步骤：传递和重复。

传递是指自由基与另一个自由基或者单体反应，产生一个新的自由基，并将链延长。

重复是指这个过程不断重复，直到达到所需的聚合度或者终止反应。

二、聚合反应的应用1. 塑料制品聚合反应在塑料制品的生产中起着至关重要的作用。

根据不同的单体和聚合方式，可以得到不同性能的塑料制品。

例如，乙烯单体通过聚合反应可以得到聚乙烯塑料，具有良好的柔韧性和耐化学品性能。

聚合反应还可以用于制备聚氯乙烯、聚苯乙烯等常见的塑料材料。

2. 涂料聚合反应在涂料的生产中也有广泛应用。

一种常见的涂料是聚合物乳液涂料，它通过聚合反应将单体分散在水中形成乳液。

乳液涂料具有环保、易施工等优点。

此外，聚合反应还可以用于制备其他类型的涂料，例如聚氨酯涂料和环氧涂料等。

3. 纤维聚合反应也被广泛应用在纤维制造中。

例如，聚酯纤维和尼龙纤维都是通过聚合反应制备而成。

这些纤维具有良好的强度和耐久性，被用于制作衣物、家具和汽车座椅。

4. 医学领域在医学领域，聚合反应的应用十分广泛。

例如，聚丙烯酸甲酯（PMMA）在牙科中被用作修补材料和透明的义齿基材。

聚乙烯醇（PVA）和聚乳酸（PLA）等聚合物被用于制备缝合线和药物缓释系统。

总结：聚合反应是一种重要的化学反应过程，其机理包括引发聚合和链延长。

涂料化学习题及参考答案一、选择题（在下列各小题的备选答案中，请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。

每题1分，共20分）1、涂装是将涂料涂布到被涂物体的表面，经干燥成膜的工艺。

它包括涂装前 B 三个基本工序，包括 C ，确定良好的作业环境条件，进行质量、工艺管理和技术经济的分析等重要环节。

其中最关键的三要素是 A 。

A、涂料、涂装技术和涂装管理B、对被涂物表面的处理、涂布工艺和干燥C、选择适宜的涂料，设计合理的涂层系统2、助剂是涂料中的辅助组分，能对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用。

助剂分 A、B、C、D 等几类。

A、对涂料生产过程发生作用的助剂B、在涂料储存过程中起作用的助剂C、在涂料施工成膜过程中发生作用的助剂D、对涂料性能产生作用的助剂3、从涂料的角度看， A、C、D 聚合物作为成膜物是不合适的。

A、具有明显结晶作用的B、非晶态C、分子量太高的D、分子量分布太宽的4、涂料中漆膜触干，实干既是粘度大小的反映，也是自由体积大小的一种反映，因而也和T-Tg有关，它们的对应关系大致是：触干 A 、实干 C 、玻璃态 B 。

A、T-Tg≈55℃B、T-Tg≤0℃C、T-Tg≈25℃D、Tg≈T-100℃5、液体涂料（用于刷涂）的粘度为 C 。

A、0.001 Pa.sB、103 Pa.sC、0.1~0.3 Pa.sD、约1 Pa.s6、自然干燥是最常见的涂膜干燥方式，它不需要外加能源和设备，特别 A 的涂装等。

A、适宜建筑装饰性涂料，室外的大面积构件B、希望节约时间，提高效率C、希望缩短操作过程和保养时间，减少占用场地D、在密闭的环境中，减少灰尘沾污涂膜7、加热干燥（或称烘干）是现代工业涂装中主要的涂膜干燥方式，特别是那些必须经加热才能成膜的涂料（如热熔成膜）更是如此。

加热干燥可 A、B、C、D 。

A、提高涂层干燥速度，节约时间，提高效率B、缩短操作过程和保养时间，减少占用场地C、在密闭的环境中，减少灰尘沾污涂膜D、提高涂层的物理机械性能8、特种方式干燥，湿膜须受外加能量或其它条件（如 A、B、C、D 等）才能形成干膜。

聚合反应介绍聚合反应是一种化学反应，它涉及将单体或单体组合物转化为更大的分子，形成高分子化合物。

这种反应通过连接单体中的官能团来形成化学键，从而将单体分子合并成长链状聚合物。

聚合反应在许多领域都有广泛的应用，例如塑料制造、合成纤维、涂料、胶水等。

通过聚合反应，可以合成具有特定性质和应用的高分子材料。

聚合反应机制聚合反应通常涉及以下几个步骤：1.起始反应（Initiation）：聚合反应的起始反应通常涉及引发剂。

引发剂可以是热量、辐射或化学物质。

引发剂引发单体中的一个（或多个）官能团，以产生自由基或离子。

这些自由基或离子是聚合反应的启动点。

2.传递反应（Propagation）：在传递反应中，自由基或离子与其他单体反应，形成一个临时的中间体。

这个中间体带有可反应的官能团，进一步促使链的生长。

3.终止反应（Termination）：终止反应是聚合反应的最后一个步骤，其中链的生长终止。

这可以通过两个链相遇、反应产物被抑制或其他方式来实现。

聚合反应的机制不限于自由基聚合。

还有离子聚合、阴离子聚合和配位聚合等不同类型的聚合反应。

常见的聚合反应类型自由基聚合自由基聚合是聚合反应中最常见的类型。

在自由基聚合中，起始反应生成自由基，它们与单体反应以形成聚合物链。

例如，乙烯是通过自由基聚合反应合成聚乙烯的。

离子聚合离子聚合是另一种重要的聚合反应类型。

它涉及带正电或负电的离子的聚合。

离子聚合中的起始反应通常涉及引发剂，可以生成正离子或负离子。

这些离子进一步与单体反应，形成高分子化合物。

阴离子聚合阴离子聚合是一种离子聚合的特殊类型，其中起始反应产生负离子。

负离子进一步与单体反应，形成高分子。

配位聚合配位聚合是通过配位键形成的聚合反应。

通常，金属离子在起始反应中与配体反应，形成可反应的中间体，并与单体反应，形成高分子。

应用聚合反应在各种领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的应用示例：•塑料制造：聚合反应用于合成各种塑料材料，如聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。

第一章绪论1. 说明聚合反应工程基础研究内容①以工业规模的聚合过程为对象,以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础;②将一般定性规律上升为数学模型,从而解决一般技术问题到复杂反应器设计,放大等提供定量分析方法和手段;③为聚合过程的开发,优化工艺条件等提供数学分析手段.简而言之:聚合反应工程研究内容为:进行聚合反应器最佳设计;进行聚合反应操作的最佳设计和控制. 第二章化学反应工程基础1.间歇反应器、连续反应器间歇反应器：物料一次放入，当反应达到规定转化率后即取出反应物，其浓度随时间不断变化，适用于小规模，多品种，质量不均。

连续反应器：连续加料，连续引出反应物，反应器内任一点的组成不随时间而改变，生产能力高，易实现自动化，适用于大规模生产。

2. 平推流、平推流反应器及其特点：当物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动，此时在流体的流动方向上不存在返混，这种流动形态就是平推流。

具有此种流动型态的反应器叫平推流反应器。

特点：①在稳态操作时，在反应器的各个截面上，物料浓度不随时间而变化，②反应器内物料的浓度沿着流动方向而改变，故反应速率随时间位置而改变，及反应速率的变化只限于反应器的轴向。

3. 理想混合流、理想混合流反应器及其特点：反应器中强烈的搅拌作用使刚进入反应器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达到充分混合，使各点浓度相等，且不随时间变化，出口流体组成与器内相等这种流动形态称之为理想混合流。

与理想混合流相适应的反应器称为理想混合流反应器。

特点：①反应器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体组成②物料质点在反应器内停留时间有长有短③反应器内物质参数不随时间变化。

5. 容积效率：指同一反应在相同的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反应器与理想混合反应器所需的总体积比7.返混：指反应器中不同年龄的流体微元间的混合8、宏观流体、微观流体宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体；微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体；9.宏观流动、微观流动宏观流体指流体以大尺寸在大范围内的湍动状态，又称循环流动；微观流体指流体以小尺寸在小范围内的湍动状态11.微观混合、宏观混合P70微元尺度上的均匀化称为宏观混合；分子尺度上的均匀化称为微观混合。

环氧丙烷聚合反应方程式引言环氧丙烷聚合是一种常见的化学反应，通过将环氧丙烷（E pi ch lo ro hy dr in）与催化剂反应，生成聚合物。

这种反应具有广泛的应用领域，例如合成胶黏剂、涂料、塑料等。

本文将介绍环氧丙烷聚合反应的化学方程式及其反应机制。

化学方程式环氧丙烷聚合反应的化学方程式如下：```n(CH2C HC lC H2O)⟶[－CH2C H(OH)－]n```其中，n为聚合度，表示聚合物中环氧丙烷单体的重复次数。

方程式中的方括号表示聚合物链的重复结构。

反应机制环氧丙烷聚合反应发生在存在催化剂的条件下。

常用的催化剂包括L e wi s酸、氧化铝、硼酸等。

反应过程包括环氧环的开启、链生长和链转移等步骤。

1.环氧环的开启：催化剂与环氧丙烷分子之间发生作用，使环氧环的双键打开，生成一个活性的离子或自由基。

2.链生长：活性离子或自由基与另一环氧丙烷分子结合，形成新的环氧环，并继续开启，使链不断生长。

3.链转移：反应过程中可能发生链转移，即已生成的聚合物链与其他链或单体发生反应，使聚合物的结构更加复杂。

通过这些步骤，环氧丙烷单体逐渐聚合成高聚物。

聚合度n的增加，意味着聚合物的分子量增加，同时也影响着聚合物的物理性质和化学性质。

应用领域环氧丙烷聚合反应是一种重要的工业反应，广泛应用于以下领域：胶黏剂环氧丙烷聚合反应产生的聚合物具有优异的黏附性和粘合强度，常被用作胶黏剂。

聚合物可以与金属、塑料、陶瓷等多种材料黏合，广泛应用于汽车制造、建筑施工等领域。

涂料由环氧丙烷聚合反应合成的聚合物具有良好的耐化学性和抗腐蚀性能。

因此，聚合物被广泛应用于涂料制造中，可以用于保护金属表面、防水涂料等。

塑料环氧丙烷聚合反应合成的聚合物可以用于制备高性能塑料。

聚合物的特殊结构使得其具有较高的韧性和温度稳定性，常用于制备电子元件、工业零件等。

结论环氧丙烷聚合反应是一种重要的化学反应，通过将环氧丙烷与催化剂反应，可以得到具有优异性能的聚合物。

化学反应中的聚合反应聚合反应是一种重要的化学反应类型，其在化学、生物学以及工业生产中起着重要的作用。

本文将从聚合反应的定义、机理、应用等方面进行探讨。

一、聚合反应的定义聚合反应是指将多个小分子（单体）通过共价键的形成，连接成较大的分子（聚合物）的过程。

在聚合反应中，单体分子中的某些化学键会断裂，新的化学键会形成，最终生成长链聚合物。

二、聚合反应的机理1. 自由基聚合自由基聚合是最常见的聚合反应机理。

它通过引入自由基引发剂，在合适的条件下，使单体分子中的某些化学键发生断裂，产生活性自由基。

这些活性自由基会与其他单体分子发生反应，生成更多的自由基，从而进行连锁反应，最终生成聚合物。

2. 阳离子聚合阳离子聚合是一种以带正电荷的离子为中间体的聚合反应机理。

在适当的条件下，单体分子会通过催化剂引发，产生带正电荷的离子，然后这些离子通过攻击其他单体分子的亲电位点进行连接，从而生成聚合物。

3. 阴离子聚合阴离子聚合是一种以带负电荷的离子为中间体的聚合反应机理。

通过引入合适的碱催化剂，将单体分子中的某些化学键断裂，产生带负电荷的离子，然后这些离子通过攻击其他单体分子的亲核位点进行连接，最终生成聚合物。

三、聚合反应在化学中的应用1. 合成高分子材料聚合反应在合成高分子材料中起着重要的作用。

例如，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等合成材料都是通过聚合反应制备的。

这些高分子材料在塑料工业、纤维工业、橡胶工业等方面有广泛的应用。

2. 制备功能性材料聚合反应还可以用于制备功能性材料，例如聚合物电解质、聚合物涂料、聚合物药物等。

通过在聚合反应中引入不同的单体或功能性基团，可以赋予聚合物特定的性能和功能。

3. 生物学研究聚合反应在生物学研究中也有重要应用。

例如，聚合酶链式反应（PCR）是一种利用聚合反应技术扩增DNA片段的方法，广泛应用于基因分析、疾病诊断等领域。

四、聚合反应的注意事项在进行聚合反应时，需要注意以下几点：1. 反应条件的选择：聚合反应需要适当的反应温度、pH值、溶剂等条件，以促进反应进行。