共聚合
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均聚和共聚的含义
均聚合:由一种单体进行的聚合反应,成为均聚合,所得的聚合物称作均聚物。
共聚合:由两种或两种以上单体共同参加的聚合反应,称作共聚合,所得的产物含有两种或多种单体单元,称作共聚物。
共聚作用:共聚物比单体均聚物具有改善的加工和使用性能。
(如改变了大分子的结构与性能,增加了品种,扩大了应用范围)对于共聚物,按大分子的微观结构,即各单体链节在大分子链中的排列方式,
有四种类型:
(1)无规共聚物特征:两单元M1和M2无规排列,且连续数不多,自1至数十不等,按一定的几率分布。
实例:氯乙烯-醋酸乙烯共聚物
(2)交替共聚物特征:共聚物中M1和M2严格相间。
实例:苯乙烯-马来酸酐共聚物。
(3)嵌段共聚物特征:由较长的M1均聚链段和另一较长的M2均聚链段构成的大分子。
每个链段由几百至几千个结构单元组成。
实例:SBS共聚物(热塑性弹性体)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物
(4)接枝共聚物特征:主链由单元M1组成,而支链由另外一单元M2组成。
嵌段、接枝共聚物往往呈非均相,有点类似共混体系,可由多种方法合成。
无规、交替共聚物曾均相,由一般共聚反应而得。
嵌段、接枝共聚物往往呈非均相,有点类似共混体系,可由多种方法合成。
乳液共聚合
乳液共聚合是一种常用的制备乳液的方法,通过使用不同的单体和引发剂,可以在乳液中形成不同性质的聚合物。
在乳液共聚合中,通常使用两种或多种不同的单体,这些单体可以是一种或多种不同的烯烃单体,例如乙烯、丙烯、苯乙烯等。
这些单体可以单独使用,也可以以不同的比例混合使用。
在乳液共聚合中,通常使用水溶性的自由基引发剂,例如过氧化氢、过氧化钠等。
这些引发剂可以产生自由基,从而引发单体聚合。
在乳液共聚合中,通常使用乳化剂来稳定乳液。
乳化剂是一种表面活性剂,可以将单体和水的界面张力降低,从而形成稳定的乳液。
在乳液共聚合中,通常使用温度和压力来控制聚合反应的速度和聚合物分子量。
温度越高,聚合反应速度越快,但聚合物分子量也会相应降低。
压力也会影响聚合反应速度和聚合物分子量。
通过控制乳液共聚合的条件,可以制备出具有不同性质和用途的乳液聚合物。
例如,可以通过改变单体种类和比例来调整聚合物疏水性和亲水性;可以通过改变引发剂种类和浓度来控制聚合反应速度和聚合物分子量;可以通过添加其他添加剂来改善聚合物性能和应用范围。
总之,乳液共聚合是一种制备乳液聚合物的重要方法,通过控制聚合条件可以制备出不同性质和用途的乳液聚合物,广泛应用于涂料、粘合剂、纺织品等领域。
第三节共聚反应及分类一、共聚合反应的特征1. 共聚合及其共聚物的概念均聚合(homopolymerization):一种单体参加的反应,形成的产物为均聚物(homopolymer) 。
均聚物的大分子链上含有一种结构单元。
如聚氯乙烯(PVC)为均聚物> 共聚合(copolymerization):两种或多种单体共同参加的加成聚合反应,形成的聚合物分子链中含有两种或多种单体单元,该聚合物称为共聚物(copolymer)。
如根据参加共聚反应的单体数量,共聚反应可分为三种类型:> 两种单体参加的共聚反应称为二元共聚,理论研究得相当详细,本章的研究重点> 三种单体参加的共聚反应称为三元共聚,多种单体参加的共聚反应称为多元共聚共聚合反应与缩聚反应(condensation polymeriztion)的区别:缩聚反应:官能团间的反应,机理往往属于逐步聚合,如聚酯和尼龙-6,6的合成,大多是含不同基团的两种单体的缩合反应,形成的缩聚物也由两种结构单元组成,但不称做共缩聚。
同种基团的两种单体与另一种基团单体的缩聚才称做共缩聚。
注意:共聚合反应这一名称多用于连锁聚合的范畴,如自由基共聚(自由基机理进行聚合)、离子共聚等。
2.共聚物的类型与命名共聚物的分类:对于二元共聚,按照两种结构单元在大分子链中的排列方式不同,共聚物分为四种类型:> 无规共聚物(random copolymer):大分子链上M1、M2结构单元呈无规则排列,自由基共聚物大多属于无规共聚物,如VC-VAc。
> 交替共聚物(alternating copolymer):大分子链上M1、M2单元交替排列,即严格相间,如 St-MAn 溶液共聚所得的聚合物属于交替共聚物。
> 嵌段共聚物(block copolymer):大分子链是由较长的链段M1和另一较长的链段M2构成,M1、M2链段成段出现根据两种链段在分子链中出现的情况,又有:AB型 ABA型 (AB)n型,如苯乙烯(S)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)形成三嵌段共聚物(SBS),即SBS热塑性橡胶属于嵌段共聚物> 接枝共聚物(graft copolymer):共聚物主链由单元M1组成,并接枝另一单元M2组成的支链,如高抗冲性的聚苯乙烯(HIPS),它是以聚丁二烯作主链,接枝上苯乙烯作为支链以提高其抗冲性。
高分子化学名词解释精品(四)----自由基共聚合学校名称:江阴职业技术学院院系名称:化学纺织工程系时间:2017年1月10日1、均聚合(Homo-polymerization ):由一种单体进行的聚合反应。
2、共聚合(Co-polymerization):由两种或两种以上单体共同参加的连锁聚合反应。
形成的聚合物中含有两种或多种单体单元。
3、均聚物(Homo-polymer):由均聚合所形成的聚合物。
由一种单体聚合而成的聚合物。
4、共聚物(Copolymer):由共聚合形成的聚合物。
由两种以上单体聚合而成的聚合物。
5、无规共聚物(Random Copolymer):聚合物中组成聚合物的结构单元呈无规排列。
6、交替共聚物(Alternating Copolymer):聚合物中两种或多种结构单元严格相间。
7、嵌段共聚物(Block Copolymer):聚合物由较长的一种结构单元链段和其它结构单元链段构成,每链段由几百到几千个结构单元组成。
8、接枝共聚物(Graft Copolymer):聚合物主链只由某一种结构单元组成,而支链则由其它单元组成。
9、共聚合组成方程(Equation of Copolymer Composition):表示共聚物组成与单体混合物(原料)组成间的定量关系。
10、理想共聚(Ideal Co-polymerization ):该聚合竞聚率r 1r 2=1,共聚物某瞬间加上的单体中1组分所占分率F 1=r 1f 1/(r 1f 1+f 2),并且其组成曲线关于另一对角线成对称(非恒比对角线)。
11、理想恒比共聚( Ideal Azeotropic Co-polymerization):该聚合的竞聚率r 1=r 2=1,这种聚合不论配比和转化率如何,共聚物组成和单体组成完全相同,F 1=f 1,并且随着聚合的进行,F 1、f 1的值保持恒定不变。
12、交替共聚(Alternating Co-polymerization):该聚合竞聚率r 1=r 2=0或者r 1→0,r 2→0,这种聚合两种自由基都不能与同种单体加成,只能与异种单体共聚,因此不论单体组成如何,结果都是F 1=0.5,形成交替共聚物。
4. 自由基共聚合例1 苯乙烯(M 1)和丙烯酸甲醇(M 2)在苯中共聚,已知r=0.75,r 2=0.20。
求:(1)画出共聚物组成F 1-f 1曲线;(2)[M 1]0=1.5mol ·L -1,[M 2]0=3.0mol ·L -1,求起始共聚物的组成;(3)当M 1质量分数为15%,当M 2质量分数为时85%,求共聚物的组成。
解 (1) 因为r 1=0.75 < 1 , r 2=0.2 < 1,所以,两单体的共聚属于有恒比共聚点的非理想共聚。
其恒比点为:762.02.075.022.0121f F 21211=---=---==r r r共聚物组成的F 1-f 1曲线如下: ·(2)因为[M 1]0=1.5mol ·L -1,[M 2]0=3.0mol ·L -1。
得[][][]67.0f 1f 33.00.35.15.1M M M f 010202010101=-==+=+=,起始共聚物组成为()()()5.0fr f f 2fr f f f r F 202202012011020121101=+++=(3)当[M 1]0=15%(质量分数),[M 2]=85%(质量分数),M 1和M 2的摩尔分数分别为:[][][]873.0127.01f 1f 127.01088.91044.11044.186/85.0104/15.0104/15.0M M M f01023332010101=-=-==⨯+⨯⨯=+=+=---起始共聚物组成为 ()()()318.0fr f f 2fr f f f r F 202202012011020121101=+++=例2 根据下图的二元组分的自由基共聚反应F 1-f 1关系形状,判断竞聚率值、共聚反应特征、共聚物组成与原料组成的关系,以及共聚物两组分排列的大致情况。
解 曲线(1)r 1=r 2=0,交替共聚,不论单体配比如何,共聚物组成恒定,并且不随转化率的变化而变化,共聚物为交替共聚物,两种结构单元严格交替排列。
自由基共聚合可以得到什么共聚物
自由基共聚合是一种重要的高分子化学反应,通过此反应可以获得各种共聚物。
共聚合是一种在高分子化学领域中常见的方法,指的是将两种或多种单体以一定比例混合反应,最终得到具有特定性质的共聚物。
在自由基共聚合中,通常会使用自由基引发剂来提供自由基,从而促使单体之间发生共聚反应。
在这个过程中,自由基会不断地将单体分子进行连接,形成长链结构,最终生成高分子共聚物。
一种常见的通过自由基共聚合获得的共聚物是聚丙烯。
聚丙烯是一种热塑性塑料,具有较高的韧性和耐用性,常用于各种塑料制品的生产中。
通过丙烯单体的自由基共聚合可以得到聚丙烯的高分子链,其分子量和链结构的控制可以影响聚丙烯的性质,如硬度、柔韧性等。
除了聚丙烯外,自由基共聚合还可以获得一些其他种类的共聚物,如丙烯腈-丙烯酸酯共聚物。
这种共聚物具有优异的耐热性和耐腐蚀性,因此在一些特殊领域得到广泛应用,如化工管道、电气绝缘材料等。
在自由基共聚合过程中,除了单体的种类和比例外,反应条件也会对最终的共聚物性质产生影响。
反应温度、压力、溶剂选择等因素都可以影响共聚物的结构和性能。
因此,通过调控反应条件,可以实现对共聚物性质的精确控制,满足不同领域对材料性能的要求。
总的来说,自由基共聚合是一种灵活、有效的合成方法,可以获得各种具有特定性质的高分子共聚物。
这些共聚物在工业生产和科研领域都有着重要的应用,为人类社会的发展提供了丰富的材料基础。
通过进一步研究和改进共聚合反应,可以更好地利用这一方法,开发出更多新型高性能共聚物,推动材料科学的发展进步。
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