高分子化学与物理学

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1、高分子化学与物理学化学工程学院2007.10.01Chapter5缩聚反应及其它逐步聚合反应本章内容5.1概述5.2几种缩聚物5.6体形缩聚反应5.5分子量的控制及分子量分布5.4平衡缩聚反应5.3缩聚反应单体（*）（△）（*）5.7缩聚反应实施方法逐步聚合反应是由许多阶段性的重复反应而生成高聚物的过程，每个阶段都能得到较稳定的化合物。很多普通的缩聚物都是通过逐步聚合反应的机理聚合得到的。逐步聚合反应包括逐步缩聚反应和逐步加聚反应。5.8其它逐步聚合反应逐步聚合反应(steppolymerization)逐步聚合缩合聚合逐步加聚平衡缩聚不

2、平衡缩聚线型缩聚体型缩聚逐步聚合反应是指合成杂链聚合物的聚合反应。如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)、有机硅树脂和聚氨酯(PU)等都是由逐步聚合方法合成的。近年来出现的新型聚合物如聚砜、聚酰亚胺、聚苯醚等都是通过逐步聚合反应合成的。5.1概述逐步聚合反应特征以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例：。。。。。。5.1概述逐步聚合反应具体反应种类很多，概括起来主要有两大类：逐步缩合聚合（Polycondensation)（简称缩聚反应）和逐步加成聚合(Polyaddition)(1

3、)缩聚反应a.聚酯反应：二元醇与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等之间反应nHO-R-OH+nHOOC-R’-COOHH-(ORO-OCR’CO)n-OH+(2n-1)H2O逐步聚合反应类型b.聚醚化反应：二元醇与二元醇反应nHO-R-OH+nHO-R’-OHH-(OR-OR’)n-OH+(2n-1)H2O5.1概述c.聚酰胺反应：二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰氯等反应nH2N-R-NH2+nClOC-R’-COClH-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl+(2n-1)HCld.聚硅氧烷化反应：硅醇之间聚合nHO-SiR1R2-OH+nHO-

4、SiR1’R2’-OHH-(OSiR1’R2’-OSiR1R2)n-OH+(2n-1)H2O共同特点在生成聚合物分子的同时，伴随有小分子副产物的生成，如H2O,HCl,ROH等。5.1概述(2)逐步加成聚合a.重键加成聚合：含活泼氢官能团的亲核化合物与含亲电不饱和官能团的亲电化合物之间的聚合。如：nO=C=N-R-N=C=O+nHO-R’-OH聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯5.1概述含活泼氢的官能团：-NH2,-NH,-OH,-SH,-SO2H,-COOH,-SiH等亲电不饱和官能团：主要为连二双键和三键,如：-C=C=O，-N=C=O，-N=

5、C=S，-C≡C-，-C≡N等b.Diels-Alder加成聚合：单体含一对共轭双键如：与缩聚反应不同，逐步加成聚合反应没有小分子副产物生成。5.1概述5.2几种缩聚物聚脂是指主链上含有许多重复酯基(-COO-)的一大类聚合物单体饱和或者不饱和二元酸与二元醇典型代表聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）PET的合成方法：酯交换法、直接酯化法、环氧乙烷法用途：合成纤维、塑料薄膜、工程塑料等此外不饱和聚酯常用做胶粘剂、涂料等5.2几种缩聚物聚酰胺主链上含有许多重复酰胺基(-NH-CO-)，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我国称为锦纶。单体二元酸与二元

6、胺，ω-氨基酸或环内酰胺典型代表聚酰胺-6（锦纶-6）聚酰胺-66（锦纶-6）聚酰胺-610（尼龙-610）聚酰胺主要用于合成纤维，突出优点是耐磨性高于其它所有纤维；尼龙塑料具有强韧、耐磨、耐化学腐蚀、耐寒等有点广泛用做工程塑料。5.2几种缩聚物聚碳酸脂是指主链中含碳酸酯基团的一类聚合物单体特征双酚A和光气或碳酸二苯酯链接结构特点及用途：聚碳酸酯是一种综合性能优良的热塑性透明工程塑料，链段中柔顺和刚性的交替结构，使聚碳酸酯具有特别高的韧性、硬度和抗冲、抗张、抗压、抗弯曲强度，使其在机械、汽车、电子、航空航天领域具有广泛应用。5.2几种缩聚

7、物聚砜主链上含有许多重复的基团单体双酚A和4，4’-二氯二苯砜反应式和链节结构特点及用途：聚砜具有高硬度、高抗冲强度、突出的抗蠕变性和尺寸稳定性；还具有优良的电性能、耐热性和耐低温性。可以用于机械、电子、电子仪器、汽车以及航空航天等部门。5.3缩聚反应单体反应基团的数目与官能度缩聚反应单体：具有能起反应的基团反应基团数目符合缩聚反应要求官能度（f）：单体的官能度是指单体在聚合反应中能形成新键的数目，它不一定等于单体的功能基数。单官能度化合物控制缩聚物分子量双官能度单体线形结构的缩聚物多官能度化合物体型缩聚物双官能单体的成环反应a-A-b型

8、单体在缩聚反应中容易可发生分子内缩合，形成低分子环状化合物，特别是形成五元或六元环时更明显。线性缩聚反应和成环反应是一对竞争反应，成环常数成环反应是单分子反应，而缩聚反应是多分子反应，增加反应