高分子化学第四章
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高分子期末重点名词解释第四章逐步聚合反应1)缩聚反应(线型缩聚和体型缩聚):缩聚反应定义:含有两个(或两个以上)官能团的低分子化合物,在官能团之间发生缩合反应,在缩去小分子的同时能生成高聚物的逐步聚合反应。
线型缩聚:单体都只带两个官能团,聚合过程,分子链在两个方向增长。
获得可溶可熔的线形聚合物(热塑性聚合物)。
体型(支化、交联)缩聚反应:单体至少有一个含有两个以上官能团,反应过程中,分子链从多个方向增长。
获得不溶不熔的交联(体形)聚合物(热固性聚合物)。
2)反应程度:参加反应官能团数占起始官能团数的分率。
3)平均官能度:两种或两种以上单体参加的缩聚反应中,在达到凝胶点以前的线型反应阶段,反应体系中实际能够参加反应的各种官能团(有效官能团)总物质的量与单体总物质的量之比。
4)凝胶点:体型缩聚反应当反应程度达到某一数值时,反应体系的粘度会突然增加,突然转变成不溶、不熔、具有交联网状结构的弹性凝胶的过程。
此时的反应程度被称作凝胶点。
5)热塑性聚合物:非交联型的,加热时会变软或流动。
加工过程不发生化学变化,可进行再加工。
6)热固性聚合物:交联型的,加热时不会流动。
聚合反应的完成和交联反应是在加工过程中进行的,成型后不能再次加工。
7)熔融缩聚:在单体和聚合物的熔融温度以上将它们加热熔融,然后在熔融态进行的缩聚方法。
8)溶液聚合:单体加适当催化剂在溶剂中进行的缩聚反应。
9)固相缩聚:在单体及聚合物熔点一下的惰性气体或高真空下加热缩聚的方法。
10)界面缩聚:在多相(一般为两相)体系中,在相界面处进行的缩聚反应。
第五章聚合物的化学反应1)聚合物的相似转变:反应仅发生在聚合物分子的侧基上,即侧基由一种基团转变为另一种基团,并不会引起聚合度的明显转变。
2)邻近基团效应:分为以下两种位阻效应:由于新生成的功能基的立体阻碍,导致其邻近功能基难以继续参加反应。
静电效应:邻近基团的静电效应可降低或提高功能基的反应活性。
3)概率效应(功能基孤立化效应):当高分子链上的相邻功能基成对参与反应时,由于成对基团反应存在概率效应,即反应过程中间或会产生孤立的单个功能基,由于功能基难以继续反应,因而不能100%转化,只能达到有限的反应程度。
第四章1. 无轨、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异?举例说明这些共聚物名称中单体前后位置的规定。
⑴. 无规共聚物:两结构单元M 1、M 2按概率无规排布,M 1、M 2连续的单元数不多,自一至十几不等。
多数自由基共聚物属于这一类型,如氯乙烯一醋酸乙烯酯共聚物。
⑵. 交替共聚物:共聚物中M 1、M 2两单元严格交替相间。
苯乙烯~马来酸酐共聚物属于这一类。
⑶. 嵌段共聚物:由较长的M 1链段和另一较长的M 2链段构成的大分子,每一链段可长达几百至几千结构单元,这一类称作AB 型嵌段共聚物。
也有ABA 型(如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物SBS )和(AB )。
(AB)x 型。
⑷. 接枝共聚物:主链由M 1单元组成,支链则由另一种M 2单元组成。
抗冲聚苯乙烯(聚丁二烯接枝苯乙烯)属于这一类。
3. 说明竞聚率21,r r 的定义,指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时竞聚率数值的特征。
⑴. 定义:竞聚率为均聚增长和共聚增长速率常数之比。
2122212111k k r k k r ==⑵. 竞聚率数值的特征: ①. 理想共聚:1,21=r r ;②. 交替共聚:021==r r ;③. 恒比共聚:理想恒比共聚:1121,1f F r r ===其5. 示意画出下列各对竞聚率的共聚物组成曲线,并说明其特征。
5.01=f 时,低转化阶段的1F 约是多少?且曲线不对称。
=?可求出由组成方程:122221211212111F f r f f f r f f f r F +++=6. 醋酸烯丙酯(028.0 ,13.1=-=Q e )和甲基丙烯酸甲酯(74.0 ,41.0==Q e )等摩尔共聚,是否合理? 根据e Q -式:()[]()[]0066.041.013.113.1exp 74.0028.0exp 211211=--=--=e e e Q Q r ()[]()[]056.1413.141.041.0exp 028.074.0exp 122122=+-=--=e e e Q Q r 由21,r r 值知,醋酸烯丙酯易和甲基丙烯酸甲酯反应而共聚,而甲基丙烯酸甲酯则易与自身反应而均聚,所以等摩尔共聚,不合理。
第四章自由基链式聚合实施方法本章要点:1.自由基链式聚合的实施:通常有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合,它们有不同的适用场合,有着各自的优缺点;2.本体聚合:为解决散热问题,采用分段聚合;3.溶液聚合:溶剂的选择性是关键;4.悬浮聚合:聚合机理同常规的本体或溶液聚合,分散剂起到关键作用,产物的粒径达到mm级;5.乳液聚合:具有特殊的聚合机理和聚合规律,通过增加乳化剂用量可同时提高聚合速率和产物的分子量;6.大品种高分子:低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯和丁苯橡胶等等,宜采取适当方法生产。
本章难点:1.乳液聚合的聚合场所:增溶胶束和乳胶粒为乳液聚合的主要差所;2.乳液聚合的聚合过程:根据聚合速率,乳液聚合分为三个阶段;聚合过程中单体和乳化剂的物料转移由单体液滴、至水相、再至乳胶粒;聚合过程中分散相(胶束、单体液滴和乳胶粒)按一定规律变化;3.乳液聚合动力学:经典的乳液聚合包含许多理想条件。
4.1 聚合方法和聚合体系4.1.1 单体在反应介质中的分散状态本体聚合没有反应介质,溶液聚合中单体以分子状态溶解在反应介质,悬浮聚合中单体以mm级的分散相悬浮于反应介质中,在乳液聚合中单体主要存在于分散相的单体液滴和乳胶粒中。
4.1.2. 按聚合体系的相态单体及其聚合物以分子状态溶解在反应介质中,聚合体系成为一相,此时为均相聚合;反之,单体或/和聚合物不溶于反应介质,聚合体系具有多个相,此时为非均相聚合。
4.1.3. 按单体的物理状态分类分为气相聚合、液相聚合和固相聚合。
4.2 本体聚合4.2.1 本体聚合的组成和特点本体聚合体系由单体、引发剂和少量助剂组成。
除用引发剂进行聚合以外,还可用光和辐照来进行聚合。
本体聚合的聚合速率高,产物纯度大,但是散热和搅拌困难。
4.2.2 本体聚合的适用场合产物纯度高,特别适用于生产板材和型材等透明制品,且所用设备比较简单。
本体聚合反应,也特别适合于实验室研究。