chapter7-高分子化学-配位聚合

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阴离子聚合产品-合成天然橡胶(IR)

D我国为世界上最大天然橡胶消费国

D我国NR产量不足75万吨,年进口近200万吨,占世界天然橡胶资源约20%

D世界NR短缺,推动IR发展

D IR目前两种生产工艺

D其一:锂或烷基锂(RLi)为催化剂,以环己烷(或己烷)作溶剂的间歇溶液聚合流程——美国壳牌公司于1962年首先实现工业化

D异戊橡胶的顺-1,4含量92%~94%

D中国1966年开始研究IR,并建有中试装置D IR

是我国唯一没有生产的通用橡胶品种

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D IR生产另一工艺:用Ziegler-Natta催化剂(四氯化钛-三烷基铝或四氯化钛-聚

亚胺基铝烷),以己烷(或丁烷)作溶剂的连续溶液聚合流程——美国固特异轮胎和橡胶公司于1963年实现工业化。

D反应机理不同于Li或RLi工艺

D顺丁橡胶是我国自行开发的唯一大规模高分子材料工业生产技术。

(顺丁橡胶工业生产新技术获1985年国家科技奖特等奖)。

D Ni(naph)

2-Al(iBu)

3

-BF

3

OEt

2

催化体系;稀土催化(钕-Nd)

2

聚乙烯和聚丙烯

D合成树脂:合成橡胶:合成纤维=65:30:5

D2004年世界合成树脂超过2亿吨;五大通用树脂占合成树脂总量70% ;

D PE占五大通用树脂总产量40%,PP占25.5%,PVC占

20.1%,PS占10.2%,ABS占4.2%;

D1920年Staudinger提出了链状大分子的概念

D PMMA 、PVC 1927年,PS 1934年实现工业化

D1938~1939年,英国ICI公司利用氧作引发剂,高压法得到LDPE

3

聚乙烯和聚丙烯

D1953年,德国Ziegler乙烯低压聚合得到HDPE

D1954年,Natta丙烯聚合

D乙烯、丙烯在热力学上有聚合的倾向,很长时间不能聚合?

D引发剂和动力学因素!

D HDPE(四氯化钛-三乙基铝),PP (三氯化钛-三乙基铝)

D配位聚合

4

第7章配位聚合

(Coordination polymerization)

D Ziegler-Natta催化剂(过渡金属化合物-有机金属化合物络

合体系)-使单体配位而插入聚合,产物呈定向立构。

D Goodrich-Gulf公司采用四氯化钛-三乙基铝制备得到高顺

式1,4-聚异戊二烯。

Ziegler-Natta催化剂的重大意义:

(1)合成新的聚合物

(2)形成立构规整聚合物?

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课程内容

D1.聚合物的立构规整性

D2.配位聚合的基本概念

D3.Zegler-Natta引发体系

D4. α-烯烃的配位阴离子聚合

自学内容:

D1. 极性单体的配位阴离子聚合

D2. 茂金属引发剂

D3. 二烯烃的配位阴离子聚合物

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基本要求

【掌握内容】

D配位聚合的基本概念

配位聚合、络合聚合、定向聚合

立体异构现象、立构规整性聚合物、等规度

Ziegler-Natta催化剂

【理解内容】

D1.聚α-烯烃、聚二烯烃的立体异构式

D2.Ziegler-Natta催化体系的组成和性质

D3. 配位聚合的主要产品

D4.丙烯的配位阴离子的催化剂

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【了解内容】

D1.聚合物的立构规整性和性能之间的关系

D2.丙烯的配位阴离子聚合机理及定向原因

D3.极性单体的配位阴离子聚合

D4.Ziegler-Natta催化剂的发现及对聚烯烃合成的贡献

D5.茂金属催化剂的结构及茂金属催化剂合成的主要工业化产品

D6.二烯烃的配位阴离子聚合的主要催化剂

8

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7.1 聚合物的立构规整性

立体异构

由于分子中的原子或基团的空间构型和构象不同而产生

光学异构

几何异构

7.1.1 聚合物的立体异构体

结构异构(同分异构):

化学组成相同,原子和原子团的排列不同

头-尾和头-头、尾-尾连接的结构异构

两种单体在共聚物分子链上不同排列的序列异构

构型异构构象异构

1. 几何异构体

(1)形成:取代基在双键或环形结构平面两侧的空间排列方式不同而造成的

(2)结构特点(主链上有“=”,或“环”

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如异戊二烯1,4-聚合

CH 2CH 2

CH C CH 3

n

CH 2CH 2

CH 2

H CH 3H

CH 3C C

CH 2

C

C 顺式构型

反式构型

聚异戊二烯

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(1)小分子的光学异构:手性碳具有两种构型,彼此互为镜像,对偏振光旋转的方向相反C*是手征性碳原子

C*R

H 2.光学异构体

(2)结构特点(存在手性碳, C*)

C

OH H

C

H 3CH 3CH 2

(3)大分子的光学异构: