第五章 共聚合反应
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高分子化学教材第五章连锁共聚合反应5.1共聚物的命名和分类连锁聚合反应中,由一种单体进行的聚合反应称为均聚反应,所得聚合物称为均聚物;而由两种或两种以上单体参与的聚合反应称为共聚反应,所得聚合物称为共聚物或共聚体;两种单体的共聚称为二元共聚,两种以上单体的共聚称为多元共聚。
共聚合反应是高分子合成工业中广泛应用的一种方法,改变单体种类、改变单体间相对量和结构单元间连接方式可以控制共聚物的性能,以适应实际需要,因此共聚合反应为新型材料的开发开辟了广阔的途径;共聚合反应还可以扩大使用单体的X围,有些单体本身不能发生均聚合反应,不能形成均聚物,但却可以和适当的其它单体进行共聚合,因而扩大了制造聚合物的原料来源。
另外,研究共聚合反应和共聚理论可以了解聚合物结构与性能之间的关系,测定各种单体和不同活性中心(活性种)的反应能力,为高分子设计提供实践和理论依据。
本章主要讨论由两种单体共聚合的二元共聚体系。
5.1.1共聚物的分类根据两种单体的结构单元在共聚物分子链中的排布方式,可将共聚物分为五类:1.无规共聚物:共聚物分子链中两种结构单元M1和M2的排列次序是无规的,M1或M2连续的单元数不多,有一个到几十个不等,按一定的几率分布。
M1M1M2M1M1M1M2M1M2M2M2M1M2苯乙烯和丙烯腈、氯乙烯和乙酸乙烯酯的自由基共聚就属于这一类型。
2.交替共聚物:共聚物分子链中两种结构单元轮番交替地排列着。
M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2M1M2苯乙烯和马来酸酐的自由基共聚合属于这一类型。
3.嵌段共聚物:共聚物分子链中两种结构单元各自排列成段,两种均聚物链段又相互连接,每段可由几百至几千结构单元组成。
M1M1M1M1M2M2M2M2M1M1M1M1M2M2M2M2嵌段共聚物可分为二嵌段型(AB型)、三嵌段型(ABA型或ABC型)以及多嵌段型(-[AB]n-型)。
4.接枝共聚物:一种支链型聚合物,即在一种聚合物主链上接上另一种聚合物链作为支链所形成的共聚物,而主链或支链本身也可以是共聚物。
化学反应中的共聚反应在化学反应中,共聚反应是一种经常出现的反应类型。
共聚反应指的是两种或多种具有相同或类似反应中心的单体在聚合反应中同时参与,形成具有不同化学结构的高分子化合物。
共聚反应的产物有各种用途,例如塑料、涂料、胶水等。
共聚反应的基本原理共聚反应的基本原理是两种或多种单体在一起聚合,形成具有不同化学结构的高分子化合物。
这些单体在聚合反应中参与,原子或分子中的反应中心的相互作用产生化学键。
聚合反应通常是自由基聚合、阴离子聚合或酰胺聚合等不同类型的聚合反应。
共聚反应的分类共聚反应主要分为若干种,其分类依据可以根据反应条件、单体的物理特性以及反应类型。
以下是一些常见的共聚反应类型:1. A-B型共聚反应:此种类型常常指的是两种不同的单体共同聚合,如乙烯和乙烯基甲酸酯共聚反应;2. A-A型共聚反应:在此种类型中,两种相同的单体共同聚合,如聚丙烯和聚苯乙烯等;3. A-B-B型共聚反应:此种类型看起来和上述两种共聚反应相似,但与A-B型反应不同的是,其中一种A单体将多次结合在两种B单体之间,如在聚苯乙烯-聚丙烯共聚反应中把苯乙烯作为A单体、丙烯作为B单体;4. 内消光种间共聚反应:此种类型是指一些聚合物中存在两个或多个不同的接枝点,不同于一般共聚反应的单体。
在这种反应中,一个单体将两个或更多的基团结合在它的一端上,它的另一端就可以起到聚合反应中的单体的作用,如四氢呋喃与乙炔共聚反应等。
共聚反应的应用共聚反应的产物广泛应用于各种方面,如塑料、涂料、胶水等。
下面简单介绍一些典型例子:1. 聚苯乙烯-聚丙烯共聚反应:此反应是聚丙烯鲁米诺氧化聚合的变体。
具有比纯聚苯乙烯更高的韧性和抗打击性、比纯聚丙烯更高的耐溶剂性和分子量等特点,应用广泛;2. 乙烯-乙烯基乙酸酯共聚反应:此反应产生的高分子材料是一种常见的塑料,具有比聚乙烯和聚丙烯更高的耐热性和透明性,广泛应用于包装、建筑材料和电子产品等领域。
3. 酰胺共聚反应:酰胺共聚反应产生的产物是弹性体,具有弹性、耐磨性和耐寒性等特点。
第一章:绪论一、基本概念高分子、高分子化合物单体结构单元重复结构单元单体单元聚合度全同立构高分子间同立构高分子立构规整性高分子无规立构高分子遥爪高分子:含有反应性末端基团、能进一步聚合的高分子。
均聚物:由一种(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。
共聚物:由一种以上(真实的、隐含的或假设的)单体聚合而成的聚合物。
生成共聚物的聚合反应称为共聚反应。
逐步聚合反应:是指在反应过程中,聚合物链是由体系中所有聚合度分子之间通过缩合或加成反应生成的。
链式聚合反应:是指在聚合反应过程中,聚合物链是仅由单体和聚合物链上的反应活性中心之间的反应生成,并且在新的聚合物链上再生反应活性点。
聚合物的多分散性:聚合物是由一系列分子量不等的同系物高分子组成,这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数,这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性。
平均分子量:聚合物的分子量或聚合度是统计的,是一个平均值,叫平均分子量或平均聚合度。
数均分子量和重均分子量及多分散系数二、基本理论1、聚合物的分类:来源:天然高分子、半天然高分子和合成高分子主链元素组成:碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子性质和用途:塑料、纤维和橡胶,以及功能高分子、胶粘剂和涂料2、聚合物的命名:习惯命名和IUPAC命名第二章缩聚及逐步聚合反应一、基本概念缩合聚合和逐步加成聚合,线形逐步聚合反应和非线形逐步聚合反应,平衡线形逐步聚合反应和不平衡线形逐步聚合反应,单体功能度和平均功能度,均缩聚和混缩聚,熔融缩聚、界面缩聚和固态缩聚,凝胶化现象和凝胶点,无规预聚体和确定结构预聚体。
二、基本理论1.逐步聚合反应的特征:a. 反应是逐步进行的;b. 每一步反应的速率和活化能大致相同;c. 反应体系始终由单体和分子量递增的一系列中间产物组,单体以及任何中间产物两分子间都能发生反应;d. 聚合产物的分子量是逐步增大的。
2. 线形逐步聚合反应聚合产物分子量的控制与稳定(1)数均聚合度与功能基摩尔比、反应程度的关系rP2-r 1r 1X n ++= 若r ≠1, P 指量少功能基的反应程度 (2)反应程度的影响因素:平衡常数(3)单功能基化合物的作用:a. 分子量调节剂,[r = N A /(N B +2N B ’)]; b. 单功能基化合物对聚合物进行封端,起稳定分子量的作用(分子量稳定剂)。
人教版高中化学选修五第五章知识点汇总第五章进入合成有机高分子化合物的时代一、合成高分子化合物的基本方法1.合成高分子化合物的基本反应类型1.1加成聚合反应(简称加聚反应)(1)特点①单体分子含不饱和键(双键或三键);②单体和生成的聚合物组成相同;③反应只生成聚合物。
(2)加聚物结构简式的书写将链节写在方括号内,聚合度n在方括号的右下角。
由于加聚物的端基不确定,通常用“—”表示。
(3)加聚反应方程式的书写①均聚反应:发生加聚反应的单体只有一种。
②共聚反应:发生加聚反应的单体有两种或多种。
1.2缩合聚合反应(简称缩聚反应)(1)特点①缩聚反应的单体至少含有两个官能团;②单体和聚合物的组成不同;③反应除了生成聚合物外,还生成小分子;④含有两个官能团的单体缩聚后生成的聚合物呈线型结构。
(2)缩合聚合物(简称缩聚物)结构简式的书写要在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团。
(3)缩聚反应方程式的书写单体的物质的量与缩聚物结构式的下角标要一致;要注意小分子的物质的量:一般由一种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量为(n-1);由两种单体进行缩聚反应,生成小分子的物质的量为(2n-1)。
①以某分子中碳氧双键中的氧原子与另一个基团中的活泼氢原子结合成水而进行的缩聚反应。
②以醇羟基中的氢原子和酸分子中的羟基结合成水的方式而进行的缩聚反应。
③以羧基中的羟基与氨基中的氢原子结合成H2O的方式而进行的缩聚反应。
1.3加聚反应与缩聚反应的比较2.高分子化合物单体的确定2.1加聚产物、缩聚产物的判断判断有机高分子化合物单体时,首先判断是加聚产物还是缩聚产物。
判断方法是:(1)若链节结构中,主链上全部是碳原子形成的碳链,则一般为加聚产物;(2)若链节结构中,主链上除碳原子外还含有其他原子(如N、O等),则一般为缩聚产物。
2.2加聚产物单体的判断方法(1)凡链节的主链中只有两个碳原子(无其它原子)的聚合物,其合成单体必为一种,将两个半键闭合即可。