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review. 1 、 Q - e 方程中的 Q 、 e 分别代表什么? 如何用 Q 、 e 值来判断共聚反应的倾向?. 2 、 单体 M 1 和 M 2 进行共聚, 50℃ 时 r 1 =4.4 , r 2 =0.12 , 若两单体极性相差不大,空间效应的影响也不显著,则: ( 1 )哪个单体更活泼? ( 2 )哪个取代基的共轭效应更大?. 第二章 逐步聚合 ( stepwise polymerization ). §2.1 逐步聚合反应概述. 1 、逐步聚合反应分类. 按反应机理.
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review 1、Q-e 方程中的Q、e分别代表什么? 如何用Q、e值来判断共聚反应的倾向? 2、 单体M1和M2进行共聚,50℃时r1=4.4,r2=0.12, 若两单体极性相差不大,空间效应的影响也不显著,则: (1)哪个单体更活泼? (2)哪个取代基的共轭效应更大?
第二章 逐步聚合(stepwise polymerization) §2.1 逐步聚合反应概述 1、逐步聚合反应分类 按反应机理 缩合聚合:多次缩合反应,有小分子析出(典型逐步聚合,重点研究) 逐步加聚: 多次官能团间加成, 无小分子析出 例如:涤纶(PET)、尼龙、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚氨酯
n O=C=N-R-N=C=O + n HO-R’-OH 聚氨基甲酸酯,简称聚氨酯 Diels-Alder加成聚合:单体含一对共轭双键, 如:
按反应动力学 平衡反应:K < 103聚酯(K≈4) 不平衡反应: K >103聚碳酸酯 按产物链结构 线形缩聚 体型缩聚 按参加反应单体种类 均缩聚:aRb 混缩聚:aRa + bR′ b 共缩聚:aRa + bR′ b + cR′′ c 本书安排: 平衡线形逐步聚合 热力学 线形逐步聚合 缩合聚合 不平衡线形逐步聚合 非线形逐步聚合
2、逐步聚合反应的单体 (1) 单体的官能团与官能度 官能团:参与反应并表征反应类型的原子(团) 官能度:单体分子中反应点的数目叫做单体官能度(f ), 一般就等于单体所含功能基的数目。 官能团的数目和位置: 酸性 碱性
(2) 单体的反应能力 a. 官能团种类 酰氯 > 酸酐 > 酸 > 醚或酯 b. 官能团位置
§2.2 逐步聚合反应机理 aAa+bBbaABb+ab 单体+单体 反应速率 R1平衡常数K1 aABb+ aAaaABAa+ab 单体+二聚体 R2K2 aABb+ bBb bBABb+ab 单体+二聚体 R3K3 aABb+ aABbaABABb+ab 二聚体+二聚体 R4 K4 …… a(AB)n/2b+ a(AB)n/2ba(AB)nb+ab RnKn 1、官能团的等活性 (1) 概念(Flory) 官能团等活性概念:反应物的两官能团的反应活性是相等的,它与分子链大小无关,与另一官能团是否反应也无关 缩聚反应表示:a+b +ab, R1 =R2=…=R, K1=K2=…= K
(2)依据 实验依据(P22,表2-2,2-3) 理论依据 a. 化学效率 b. 碰撞频率 (3)成立条件 a. 真溶液,均相体系 b. 官能团所处环境在反应中不变 c. 无扩散控制
2、反应机理 (1) 大分子生成反应 反应的逐步性:任意时刻体系由不同聚合度的齐聚物组成 官能团间反应:无活性中心,各基元反应活化能相同 (大多数)为可逆平衡反应 反应进度描述 a. 转化率无意义 b. 反应程度P:参加反应的官能团数/起始官能团数 Xn = 1/(1-P)
(2)大分子生长终止 热力学特征:平衡常数,粘度 动力学限制 a. 用单官能团封端 b. 副反应 ① 环化反应(聚合初期) 羟基酸HO(CH2)nCOOH 措施: 提高单体浓度, 降低反应温度, 利于线型聚合 ② 官能团消去反应(聚合中后期) ③ 化学降解反应(聚合中后期)(缩合反应的逆反应) ④ 链交换反应(聚合中后期)(不影响Mn,且利于Mn均匀化)
3、总结逐步聚合反应的特征(与连锁聚合进行比较)3、总结逐步聚合反应的特征(与连锁聚合进行比较) (1)参加反应的单体; (2)活性中心 (3)每步反应的机理相同和活化能,以及反应速率; (4)反应体系的组成; (5)聚合产物的分子量随转化率的变化; (6)聚合反应程度的表示方法
比较 连锁聚合 线型缩聚 活性中心 有 无 基元反应,Ea 有,各步Ea不同 无,各步Ea相同 Mn 只停留在最后阶段 可停留在任何阶段 组成 单体+大分子+微量引发剂 聚合度不等的同系物 反应进程表示法 C% P 本节重点内容: 1、基本概念: 官能团等活性、官能团、官能度、反应程度 2、逐步聚合反应的分类 3、逐步聚合反应的特点