离子型聚合反应配位聚合反应及开环聚合反应
- 格式:ppt
- 大小:767.50 KB
- 文档页数:55
第五章离子聚合(Ionic Polymerization)活性聚合(Living Polymerization):当单体转化率达到100%时,聚合仍不终止,形成具有反应活性聚合物(活性聚合物)的聚合叫活性聚合。
化学计量聚合(Stoichiometric calculation Polymerization):阴离子的活性聚合由于其聚合度可由单体和引发剂的浓度定量计算确定,因此也称为化学计量聚合。
开环聚合(Ring-Opening Polymerization):环状单体在引发剂作用下开环,形成线形聚合物的聚合反应。
第六章配位聚合(Coordination Polymerization)配位聚合(Coordination Polymerization):单体与引发剂经过配位方式进行的聚合反应。
具体的说,采用具有配位(或络合)能力的引发剂、链增长(有时包括引发)都是单体先在活性种的空位上配位(络合)并活化,然手插入烷基—金属键中。
配位聚合又有络合引发聚合或插入聚合之称。
定向聚合(Stereo-regular Polymerization):任何聚合过程(包括自由基、阳离子、阴离子、配位聚合)或任何聚合方法(如本体、悬浮、乳液和溶液等),只要它是经形成有规立构聚合物为主,都是定向聚合。
定向聚合等同于立构规整聚合(Stereo-specific Polymerization)。
Ziegler-Natta聚合(Ziegler –Natta Polymerization):采用Zigler-Natta引发剂的任何单体的聚合或共聚合。
立体异构(Stereo-isomerism):分子中的原子的不同空间排布而产生不同的构型。
可分为光学异构体和几何异构体。
构型(Configuration):是由原子(或取代基)在手性中心或双键上的空间排布顺序不同而产物的立体异构。
构象(Conformation):构象则是对C-C单键内旋转异构体的一种描述,有伸展型、无规线团、螺旋型和折叠链等几种构象。
高分子化学练习(离子聚合、配位聚合)一、名词解释1、离子型聚合反应2、配位聚合反应3、立体异构4、几何异构5、光学异构6、定向聚合反应7、立构规整度二、填空1、带有取代基的烯类单体,大都可以进行阳离子型聚合反应,阳离子型聚合反应的引发剂都是试剂,主要有、两大类型。
2、带有取代基的烯类单体,大都可以进行阴离子型聚合反应,阴离子型聚合反应的引发剂都是试剂,主要有、两大类型。
3、阴离子型聚合反应的一个重要特点是。
4、高聚物的立体异构有两种、。
5、聚丙烯三种立体异构体是指、、。
6、典型的齐格勒引发剂是,典型的纳塔引发剂是。
7、配位阴离子聚合的特点是。
8、阴离子聚合机理的特点是。
9、阳离子聚合机理的特点是。
10、Z-N引发剂通常有两个组分构成、。
三、选择题1、下列单体能进行阳离子聚合的是()A、异丁烯B、乙烯C、丙烯腈D、氯乙烯2、下列单体能进行阴离子聚合的是()A、异丁烯B、乙烯C、丙烯腈D、氯乙烯3、离子对的形式对离子聚合聚合速率的影响正确的是()A、松离子对〉紧离子对〉自由离子对B、紧离子对〉自由离子对〉松离子对C、自由离子对〉松离子对〉紧离子对D、紧离子对〉松离子对〉自由离子对4、离子对的形式对离子聚合控制结构单元排列整齐的能力的影响正确的是()A、松离子对〉紧离子对〉自由离子对B、紧离子对〉松离子对〉自由离子对C、自由离子对〉松离子对〉紧离子对D、紧离子对〉松离子对〉自由离子对5、下列物质可以作为阳离子聚合引发剂的是()A、CF3COOH、BF3-H2O引发体系B、AIBNC、BPOD、丁基鋰6、离子聚合不可能发生的终止方式是()A、链转移B、双基偶合终止C、自发终止D、加入终止剂终止7、对于阳离子聚合机理说法正确的是()A、快引发、快增长、易转移、难终止B、慢引发、快增长、速终止、可转移C、快引发、慢增长、无终止8、阴离子聚合机理说法正确的是()A、快引发、快增长、易转移、难终止B、慢引发、快增长、速终止、可转移C、快引发、慢增长、无终止9、形成活性聚合物的首要条件是()A、单体不易发生链转移B、溶剂是惰性溶剂C、聚合体系无杂质D、没有明显的链解聚反应10、相对分子质量分布窄、可以进行“计量聚合”是()A、活性高聚物的特征B、阳离子聚合的特征C、配位聚合的特征D、自由基聚合的特征11、由分子中原子或原子或原子团在空间排布方式不同所引起的不同构型称为()A、结构异构B、构象异构C、构型异构、D、立体异构12、配位聚合引发剂中加入第三组分的目的是()A、提高引发剂的定向能力和聚合速率B、防止降解C、避免诱导期D、防止自聚四、判断题1、离子聚合相对于自由基聚合、链引发活化能低、聚合速率快。
怎样判断聚合反应是自由基聚合,还是阴离子,阳离子,配位聚合?借离子型引发剂(也称催化剂)使单体形成活性离子,通过离子反应过程,其增长链端基带有正或负电荷的加成聚合或开环聚合反应。
又称催化聚合。
合成高聚物的重要方法之一。
离子型聚合反应的特点是:①与自由基聚合相比,离子型聚合反应通常在较低温度下进行。
大多数聚合反应温度低于0℃,而自由基聚合几乎都在0℃以上甚至超过50℃的温度下进行的。
②离子型聚合反应的活化能总是小于相应的自由基聚合的活化能,甚至可能是负值。
③离子型聚合对反应介质的极性和溶剂化能力的变化较敏感。
在工业上的应用不如自由基聚合广泛。
④聚合反应不受自由基猝灭剂的加入而受影响。
根据活性中心的不同,离子型聚合反应可分为阳离子聚合、阴离子聚合及配位聚合3类。
工业化的阳离子聚合的产品有聚异丁烯、丁基橡胶、聚甲醛等。
用阴离子聚合生产的有低顺丁橡胶(顺式-1,4结构的含量约为35%)、高顺聚异戊二烯橡胶(顺式-1,4结构约占90%~94%)、SBS热塑性橡胶和聚醚等。
阳离子聚合与双键相连的碳原子上有推电子取代基团(如烷基、烷氧基等)的烯类单体只能进行阳离子聚合,因该类取代基使双键带有一定的负电性而具亲核性,所以当亲电催化剂存在时,双键打开,形成三价碳阳离子活性中心:除乙烯类化合物外,醛类、环醚、环酰胺等类单体也可用阳离子催化剂进行聚合。
阳离子反应所用的催化剂都是电子受体即亲电试剂。
常用的阳离子聚合催化剂有:①含氢酸。
但其阴离子不应有很强的亲核性,往往不采用氢卤酸及强酸,如采用,聚合物分子量也不高。
②路易斯酸如AlCl3、BF3、SnCl4、ZnCl2、TiCl4等,它被用作低温下获得高分子量聚合物的催化剂。
在这类催化聚合体系中,除催化剂外,还须加入少量其他物质——质子给予体——水、有机酸及能产生碳阳离子的物质,使催化剂发挥作用。
③其他阳离子聚合催化剂有I2、Cu2+、高能射线等。
在阳离子聚合中,反应介质的特性起重要作用,反应介质的溶剂化能力增加,聚合速度和聚合度也增加;如采用介电常数较小的溶剂,除使聚合速度减小外,还能观察到动力学级数的升高。
第一章 自由基聚合反应高聚物的形成反应,按反应机理不同分类连锁聚合反应−−−−−→−依活性种不同分y 自由基型聚合反应、离子型聚合反应、配位聚合反应。
两大类逐步聚合反应−−−−−−→−依参加反应的单体分缩聚反应、开环逐步聚合反应、逐步加聚反应第一节 自由基聚合反应的特点及分类1、自由基聚合反应:指单体借助于光、热、辐射、引发剂等的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体分子连锁聚合形成高聚物的化学反应。
2、自由基聚合反应的特点(1)反应可明显的分为链引发、连增长、链终止等基元反应。
(2)反应速度快,单体一经引发,即迅速进行聚合反应,瞬间形成大分子。
(3)体系中始终没有从低分子量到高分子量的中间产物,反应无法停留在中间阶段,也无法分离出稳定的中间产物。
(4)反应是不可逆的反应。
(5)产物分子量大,但分布较窄,即分子量差别不大。
3、分类(1)均聚合反应:同种单体分子间的聚合反应。
(2)共聚合反应:两种以上单体分子间的聚合反应。
4、自由基的产生 (1)自由基化合物的共价键发生均裂反应,形成两个带独电子的中性基团。
R R ∙∙−−→−均裂2R · (2)自由基的相对活性顺序:∙H >3H C ∙>56H C ∙>2H C R ∙>H C R ∙2>∙C Cl 3>∙C R 3>∙C Br 3>HCOR C R ∙>HCN C R ∙>HCOOR C R ∙>22H C CH CH ∙=>256H C H C ∙>()H C H C ∙256>l C ∙>()∙C H C 356考虑:(1)共轭效应:没有共轭效应的自由基活泼,有共轭效应的自由基不活泼。
(2)极性效应:吸电子基团常合自由基稳定,推电子基团使自由基活泼。
(3)空间位阻效应:体积较大基团使自由基活性降低→主导地位 5、自由基的反应特征含有未成键的电子,具有很高的反应活性,可以发生如下反应: (1)自由基的加成反应→→链增长的基础R ·+CH 2=CH 2 R -CH 2-CH 2(2)自由基的夺取原子反应→→链转移和歧化终止的基础a 、夺取其他分子上的氢原子,本身失去活性,同时产生新的自由基。