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文檔簡介

1第一章 緒論1.1 高分子的基本概念、特點高分子化學:是研究聚合反應(yīng)機理和動力學,聚合反應(yīng)與聚合物的分子量和分子量分布,以及聚合物結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的一門學科。單體:能通過相互反應(yīng)生成高分子的化合物。高分子或聚合物:由許多結(jié)構(gòu)和組成相同的單元相互鍵連而成的相對分子質(zhì)量在 10000 以上的化合物。相對分子質(zhì)量低于 1000 的稱為低分子。相對分子質(zhì)量介于高分子和低分子之間的稱為低聚物(又名齊聚物) 。相對分子質(zhì)量大于 1 000 000 的稱為超高相對分子質(zhì)量聚合物。主鏈:構(gòu)成高分子骨架結(jié)構(gòu),以化學鍵結(jié)合的原子集合。側(cè)鏈或側(cè)基:連接在主鏈原子上的原子或原子集合,又稱支鏈。支鏈可以較小,稱為側(cè)基;也可以較大,稱為側(cè)鏈。聚合反應(yīng):由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)稱做.重復單元:聚合物中組成和結(jié)構(gòu)相同的最小單位稱為,又稱為鏈節(jié)。結(jié)構(gòu)單元:構(gòu)成高分子鏈并決定高分子性質(zhì)的最小結(jié)構(gòu)單位稱為單體單元:聚合物中具有與單體的化學組成相同而鍵合的電子狀態(tài)不同的單元稱為。連鎖聚合(Chain Polymerization):活性中心引發(fā)單體,迅速連鎖增長的聚合。烯類單體的加聚反應(yīng)大部分屬于連鎖聚合。連鎖聚合需活性中心,根據(jù)活性中心的不同可分為自由基聚合、陽離子聚合和陰離子聚合。 逐步聚合(Step Polymerization):無活性中心,單體官能團之間相互反應(yīng)而逐步增長。絕大多數(shù)縮聚反應(yīng)都屬于逐步聚合。加聚反應(yīng)(Addition Polymerization):即加成聚合反應(yīng), 烯類單體經(jīng)加成而聚合起來的反應(yīng)。加聚反應(yīng)無副產(chǎn)物。 縮聚反應(yīng)(Condensation Polymerization):即縮合聚合反應(yīng),單體經(jīng)多次縮合而聚合成大分子的反應(yīng)。該反應(yīng)常伴隨著小分子的生成。 聚合反應(yīng) (Polymerization):由低分子單體合成聚合物的反應(yīng)。線型聚合物:指許多重復單元在一個連續(xù)長度上連接而成的高分子.熱塑性塑料(Thermoplastics Plastics):是線型可支鏈型聚合物,受熱即軟化或熔融,冷卻即固化定型,這一過程可反復進行。聚苯乙烯(PS) 、聚氯乙烯(PVC) 、聚乙烯(PE)等均屬于此類。熱固性塑料(Thermosetting Plastics):在加工過程中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),再加熱也不軟化和熔融。酚2醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂等均屬于此類。1.2 高分子化合物的分類1) 按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類:可分為:碳鏈聚合物(Carbon-chain Polymer):大分子主鏈完全由碳原子組成的聚合物。雜鏈聚合物(Hetero-chain Polymer):聚合物的大分子主鏈中除了碳原子外,還有氧、氮,硫等雜原子。元素有機聚合物 (Element Organic Polymer) :聚合物的大分子主鏈中沒有碳原子孫,主要由硅、硼、鋁和氧、氮、硫、磷等原子組成。無機高分子(Inorganic Polymer):主鏈與側(cè)鏈均無碳原子的高分子。 2)按用途分可分為:塑料、橡膠、纖維三大類,如果再加上涂料、粘合劑和功能高分子則為六大類。塑料(Plastics):具有塑性行為的材料,所謂塑性是指受外力作用時,發(fā)生形變,外力取消后,仍能保持受力時的狀態(tài)。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間,受力能發(fā)生一定形變。軟塑料接近橡膠,硬塑料接近纖維。 橡膠(Rubber):具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變,除去外力后能恢復原狀。 橡膠屬于完全無定型聚合物,它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T g)低, 分子量往往很大,大于幾十萬。 纖維(Fiber): 聚合物經(jīng)一定的機械加工(牽引、拉伸、定型等)后形成細而柔軟的細絲,形成纖維。纖維具有彈性模量大,受力時形變小,強度高等特點, 有很高的結(jié)晶能力,分子量小,一般為幾萬。 3)按來源分可分為:天然高分子、合成高分子、半天然高分子(改性的天然高分子)4)按分子的形狀分:線形高分子、支化高分子、交聯(lián)(或稱網(wǎng)狀)高分子5)按單體分:均聚物、共聚物、高分子共混物(又稱高分子合金)6)按聚合反應(yīng)類型分:縮聚物、加聚物7)按熱行為分:熱塑性聚合物(Thermoplastics Polymer): 聚合物大分子之間以物理力聚集而成,加熱時可熔融,并能溶于適當溶劑中。熱塑性聚合物受熱時可塑化,冷卻時則固化成型,并且可以如此反復進行。 熱固性聚合物(Thermosetting Polymer):許多線性或支鏈形大分子由化學鍵連接而成的交聯(lián)體形聚合物,許多大分子鍵合在一起,已無單個大分子可言。這類聚合物受熱不軟化,也不易被溶劑所溶脹。 8)按相對分子質(zhì)量分:高聚物、低聚物、齊聚物、預聚物。1.3 相對分子質(zhì)量及其分布1)相對分子質(zhì)量平均相對分子質(zhì)量:相對于一般低分子化合物都具有確定的相對分子質(zhì)量而言,一般合成聚合物都不是由具有相同相對分子質(zhì)量的大分子組成,而是由許多相對分子質(zhì)量大小不等的同系物分子組成的混合物。因此,高分子化合物的相對分子質(zhì)量只是這些同系物相對分子質(zhì)量的統(tǒng)計平均值。3數(shù)均分子量: 為 i-聚體的分子分率和質(zhì)量/i in iinMmmxM,iw分率。某體系的總質(zhì)量 m 為分子總數(shù)所平均。.質(zhì)均分子量:采用光散射法測得: 2iiwin粘均分子量(Viscosity-average Molecular Weight):用粘度法測得的聚合物的分子量。 1/1/iaai nmM 2)聚合度聚合度( ):即高分子鏈中重復單元的重復次數(shù),以 表示;衡量聚合物分子大小的指標。 DPnX聚合度 與相對分子質(zhì)量的關(guān)系為式中 M 為重復單元的相對分子質(zhì)量.nDP由于共聚物和混縮聚物的重復單元由兩個或兩個以上結(jié)構(gòu)單元組成,如果采用聚合度 往往會帶DP來計算上的不便,因此大部分情況下,將聚合度定義為每個大分子鏈所含結(jié)構(gòu)單元數(shù)目的平均值,通常以 表示。nX聚合度 與相對分子質(zhì)量的關(guān)系為, 為結(jié)構(gòu)單元的平均相對分子質(zhì)量。0nMX特別強調(diào):聚合度的計算最好以結(jié)構(gòu)單元數(shù)目而不以重復單元數(shù)目為基準,即通常采用的是 表nX示聚合度。3) 相對分子質(zhì)量分布多分散性(Polydispersity):聚合物通常由一系列相對分子量不同的大分子同系物組成的混合物,這種相對分子質(zhì)量的不均一性稱為相對分子質(zhì)量的多分散性。多分散性有三種表示法:多分散系數(shù);分級曲數(shù);分布函數(shù)。多分散系(指)數(shù)可以用重均分子量和數(shù)均分子量的比值來表示,這一比值稱為多分散指數(shù),其符號為,對于完全單分散的聚合物 D=1,其數(shù)值大小表征聚合物相對分子質(zhì)量大小/(/)wnzwDM或懸殊的程度。 分子量分布(Molecular Weight Distribution, MWD ):由于高聚物一般由不同分子量的同系物組4成的混合物,因此它的分子量具有一定的分布,分子量分布一般有分布指數(shù)和分子量分布曲線兩種表示方法。 第二章 逐步聚合 2.1 逐步聚合反應(yīng)的基本概念1 逐步的特征逐步聚合(Step Polymerization):通常是由單體所帶的兩種不同的官能團之間發(fā)生化學反應(yīng)而進行的。無活性中心,單體官能團之間相互反應(yīng)而逐步增長。絕大多數(shù)縮聚反應(yīng)都屬于逐步聚合。其特征為:逐步聚合反應(yīng)是通過單體功能基之間的反應(yīng)逐步進行的。在反應(yīng)初期,聚合物遠未達到實用要求的高分子量(500010000)時,單體就已經(jīng)消失了。逐步聚合反應(yīng)的速率是不同大小分子間反應(yīng)速率的總和。聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量隨轉(zhuǎn)化率增高而逐步增大的。在高轉(zhuǎn)化率才能生成高分子量的聚合物。2 逐步聚合反應(yīng)的分類1)按反應(yīng)機理分類逐步縮聚反應(yīng):帶有兩個或兩個以上官能團的單體之間連續(xù)、重復進行的縮合反應(yīng),即縮掉小分子而進行的聚合。反應(yīng)過程中,不小分子副產(chǎn)物生成。逐步加成聚合:單體分子通過反復加成,使分子間形成共價鍵,逐步生成高相對分子質(zhì)量聚合物的過程,其聚合物形成的同時沒有小分子析出,如聚氨酯的合成。逐步聚合反應(yīng)的所有中間產(chǎn)物分子兩端都帶有可以繼續(xù)進行約定縮合反應(yīng)的官能團,而且都是相對穩(wěn)定的。當某種單體所含有官能團的物質(zhì)的量多于另一種單體時,聚合反應(yīng)就無法再繼續(xù)下去。2)按聚合物鏈結(jié)構(gòu)分類線形逐步聚合反應(yīng):參加反應(yīng)的單體都只帶有兩個官能團,聚合過程中,分子鏈在兩個方向上增長,分子量逐步增大,體系的粘度逐漸上升,最后形成高分子的聚合反應(yīng)。支化、交聯(lián)聚合反應(yīng)(體型聚合):參加聚合反應(yīng)的單體至少有一個含有兩個以上官能團時,反應(yīng)過程中,分子鏈從多個方向增長。調(diào)節(jié)兩種單體的配比,可以生成支化聚合物或交聯(lián)聚合物(體型聚合物)3)按參加反應(yīng)的單體種類分類(1)逐步均聚反應(yīng):只有一種或兩種單體參加聚合反應(yīng),生成的聚合物只含有一種重復單元。(2)逐步共聚反應(yīng):兩種或兩種以上單體參加聚合反應(yīng),生成的聚合物含有兩種或兩種以上的重復單元。53. 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng):是縮合聚合的簡稱,是多次縮合重復結(jié)果形成縮聚物的過程??s合和縮聚都是基團間的反應(yīng),兩種不同基團可以分屬于兩種單體分子,也可能同在一種單體分子上。官能度 (Functionality):一分子聚合反應(yīng)原料中能參與反應(yīng)的官能團數(shù)稱為官能度。f1-1、1-2、1-3 體系縮合,將形成低分子物;2-2 或 2-官能度體系縮聚,形成線形縮聚物;2-3、2-4 或 3-3 體系則形成體形縮聚物。4. 線形縮聚機理線形縮聚機理的特征有:逐步和可逆。1)線型縮聚反應(yīng)的逐步性縮聚大分子的生長是由于官能團相互反應(yīng)的結(jié)果。縮聚早期,單體很快消失,轉(zhuǎn)變成二聚體、三聚體、四聚體等低聚物,轉(zhuǎn)化率很高,以后的縮聚反應(yīng)則在低聚物之間進行??s聚反應(yīng)就是這樣逐步進行下去的,聚合度隨時間或反應(yīng)程度而增加。延長聚合時間的主要目的在于提高產(chǎn)物相對分子質(zhì)量,而不在于提高轉(zhuǎn)化率。縮聚早期,單體的轉(zhuǎn)化率就很高,而相對分子質(zhì)量卻很低。轉(zhuǎn)化率:是指轉(zhuǎn)變成聚合物的單體部分占起始單體量的百分數(shù)。逐步特性是所有縮聚反應(yīng)所共有的。2)線型縮聚反應(yīng)的平衡性許多縮聚反應(yīng)是可逆的,其可逆的程度可由平衡常數(shù)來衡量。根據(jù)其大小,可將線型縮聚大致分成三類:平衡常數(shù)小,如聚酯化反應(yīng),K4,低分子副產(chǎn)物水的存在對聚合物相對分子質(zhì)量影響很大,應(yīng)除去。平衡常數(shù)中等,如聚酰胺化反應(yīng),K300500,水對聚合物相對分子質(zhì)量有所影響。平衡常數(shù)很大或看作不可逆,如聚碳酸酯和聚砜一類的縮聚,平衡常數(shù)總在幾千以上??赡嫫胶獾某潭葎t各類縮聚反應(yīng)有明顯的差別。3) 線型縮聚反應(yīng)的平衡常數(shù)Flory 等活性理論:單官能團化合物的分子鏈達到一定長度之后,其官能團的化學反應(yīng)活性與分子鏈長無關(guān)。按照官能團等活性理論,可以用一個平衡常數(shù)表征整個聚合反應(yīng)的平衡特征,并以體系中的官能團濃度代替單體濃度。以聚酯反應(yīng)為例,則其平衡常數(shù)為 2OCHK方括號的含義是代表官能團的濃度和小分子的濃度。Flory 等活性理論的適用條件:縮聚反應(yīng)體系必須是真溶液,均相體系,全部反應(yīng)物、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物都溶于這個介質(zhì)。官能團所處的環(huán)境鄰近基團效應(yīng)和空間阻礙兩方面因素在反應(yīng)過程中應(yīng)當不變。聚合物的相對分子質(zhì)量不能太高,反應(yīng)速率不能太大,反應(yīng)體系黏度不能太高,以不影響小分子產(chǎn)物的逸出、不妨礙建立平衡為限,不能使擴散成為控制速率的主要因素。4) 反應(yīng)程度和聚合度考慮到在線型縮聚反應(yīng)中實際參加反應(yīng)的是官能團而不是整個單體分子,所以通常采用已經(jīng)參加了反應(yīng)的官能團與起始官能團的物質(zhì)的量之比即反應(yīng)程度 來表征該反應(yīng)進行的程度:p=已反應(yīng)官能團數(shù)起始官能團總數(shù)0Np6式中: 為反應(yīng)起始時單體的總物質(zhì)的量;N 為縮聚反應(yīng)體系中同系物(含單體)的總物質(zhì)的量。0線型平衡縮聚物的數(shù)均聚合度與反應(yīng)程度的關(guān)系為 1nXp線型平衡縮聚物的重均聚合度與反應(yīng)程度的關(guān)系為 1w線型平衡縮聚物相對分子質(zhì)量分散度為 wwnnXMp當線型平衡縮聚反應(yīng)程度很高( )時,聚合物的分散度接近于 2。 1p5) 縮聚反應(yīng)中的副反應(yīng)縮聚通常在較高的溫度下進行,往往伴有基團消去、化學降解、鏈交換等副反應(yīng)??s聚反應(yīng)中的副反應(yīng):鏈裂解反應(yīng)是發(fā)生于縮聚物分子鏈與小分子有機或無機化合物之間的副反應(yīng),如聚酯的水解、醇解、酸解、胺解等。鏈交換反應(yīng)發(fā)生于兩個大分子鏈之間的副反應(yīng)。環(huán)化反應(yīng)是發(fā)生于大分子鏈內(nèi)的副反應(yīng)。官能團分解反應(yīng)是發(fā)生于大分子鏈內(nèi)的副反應(yīng),如高溫下羧基的脫羧、醇羥基的氧化反應(yīng)等。縮聚副反應(yīng)的結(jié)果:鏈裂解使聚合度降低。鏈交換使分散度降低,鏈交換反應(yīng)在一定程度上對改善縮聚物的性能有利。環(huán)化反應(yīng)使聚合反應(yīng)無法進行。官能團分解反應(yīng)危及聚合反應(yīng)的順利進行。 減少縮聚副反應(yīng)所采取的措施:為了減輕鏈裂解副反應(yīng)的影響,必須首先考慮提高原料單體的純度,來盡可能降低有害雜質(zhì)特別是單官能團化合物的含量。提高單體濃度等有利于雙(多)分子之間反應(yīng)的條件可以抑制環(huán)化副反應(yīng)的發(fā)生;適當降低反應(yīng)溫度對于減輕環(huán)化副反應(yīng)的影響有一定效果。由于官能團分解反應(yīng)的活化能高于聚合反應(yīng),所以應(yīng)盡可能避免反應(yīng)溫度過高和反應(yīng)器的局部過熱,同時惰性氣體排除反應(yīng)器中的空氣是減少官能團分解副反應(yīng)的有效措施。6) 線型平衡縮聚反應(yīng)的影響因素溫度、壓力、單體濃度、催化劑、攪拌和惰性氣體保護是影響縮聚反應(yīng)的六個外因;平衡常數(shù)是影響縮聚反應(yīng)的內(nèi)因。(1)反應(yīng)溫度的影響。升高溫度使平衡常數(shù)和聚合度降低。升高溫度會提高線型平衡縮聚反應(yīng)的速率,降低體系黏度,有利于排除小分子。升高溫度會導致副反應(yīng)的發(fā)生,所以必須通過試驗確定最佳的反應(yīng)溫度。(2)反應(yīng)器內(nèi)壓力。在聚合反應(yīng)后期減壓有利于排除小分子。在反應(yīng)初期減壓不利于維持低沸點單體的等物質(zhì)的量配比。所以,采取反應(yīng)初期加壓反應(yīng)后期減壓的方法,就能兼顧既不破壞原料單體的物質(zhì)的量配比,又可以達到更高的反應(yīng)程度和聚合度的目的。(3)催化劑。催化劑可提高聚合反應(yīng)速率,而反應(yīng)平衡常數(shù)不改變。(4)單體濃度。高的單體濃度可以得到較高相對分子質(zhì)量的聚合物。(5)攪拌。有利于反應(yīng)物料的均勻混合與擴散。強化傳熱過程以利于溫度控制。有利于排除生成的小分子副產(chǎn)物。高強度的攪拌剪切力可導致線形大分子鏈斷裂,從而引發(fā)機械降解。7(6)惰性氣體。避免氧化反應(yīng)的發(fā)生。有利于排除反應(yīng)過程中生成的小分子。又可能帶出單體,不利于維持低沸點單體的等物質(zhì)的量配比。所以如果原料單體的沸點較低,則不宜在反應(yīng)初期,而只能在反應(yīng)中后期通入惰性氣體。 7) 獲得高相對分子質(zhì)量縮聚物的基本條件獲得高相對分子質(zhì)量縮聚物的重要條件是:單體純凈,無單官能團化合物。官能團等物質(zhì)的量配比。盡可能高的反應(yīng)程度,包括溫度控制、催化劑、后期減壓排除小分子、惰性氣體保護等。 2.2 官能團等活性概念官能團等活性概念:反應(yīng)物的兩個官能團的反應(yīng)活性是相等的,它與分子鏈的大?。ǚ肿恿浚o關(guān),與另一個官能團是否已經(jīng)反應(yīng)也無關(guān)。適合縮聚反應(yīng)的單體必須具備兩個基本條件:帶有兩個不同或相同的官能團。這兩種官能團之間或者與別的單體的官能團之間可以進行化學反應(yīng)并生成穩(wěn)定的共價鍵。單體活性的三個決定因素:官能團取代負電性。如羧酸衍生物的活性取決于?;〈碾娯撔源笮。漉;〈碾娯撔栽酱螅人嵫苌锏幕钚栽礁?。官能團鄰近基團。如甘油參加一般縮聚反應(yīng)時伯羥基的反應(yīng)活性較高,而促羥基的活性較低。碳原子數(shù)及環(huán)化傾向。特別注意的是,四五個碳原子的氨基酸和羥基酸具有強烈的環(huán)化傾向而不能聚合。2.3 逐步聚合反應(yīng)動力學在二元酸和二元醇的縮聚反應(yīng)中,根據(jù) Flory 等活性理論,可假定每一步的速率常數(shù)相等。1聚酯反應(yīng)機理Flory 認為酸催化是酯化反應(yīng)的必要條件。原料羧酸本身是能夠離解并提供質(zhì)子的催化劑,發(fā)生“自催化作用” ,也可以采用外加酸作催化劑。2聚酯反應(yīng)動力學方程參加反應(yīng)的官能團是等物質(zhì)的量配比時,外加酸催化的聚酯反應(yīng)屬于二級反應(yīng),其動力學方程為 001/nktMXt式中: 外加酸; 為羥基或羧基濃度。k0參加反應(yīng)的官能團是等物質(zhì)的量配比時,自催化三級反應(yīng)動力學方程為 22201/()1/()nnpktp注意:上述兩個動力學方程并沒有考慮到逆反應(yīng)。 2.4 聚合度與平衡常數(shù)的關(guān)系官能團等活性和等物質(zhì)的量配比時,線型平衡縮聚反應(yīng)達到平衡時聚合物同系物(其中含單體)的平均聚合度( )與平衡常數(shù)( )、反應(yīng)程度( )以及體系中小分子存留率( )之間的關(guān)系為nXKpwn1nwKXPn8這是一個普遍公式,式中: ,定義為存留在體系中小分子的物質(zhì)的量分數(shù); 為生成0/wnN wn小分子(這里用 H20 代表)的物質(zhì)的量。1)密閉體系平衡聚合反應(yīng):單體與聚合物之間存在平衡關(guān)系的聚合反應(yīng)稱為或可逆聚合反應(yīng)。通常將逆反應(yīng)叫做解聚反應(yīng)??s聚反應(yīng)在與外界完全無傳質(zhì)過程的所謂“密閉反應(yīng)器”中進行。 1nKpX所以,密閉體系中進行的線型平衡縮聚反應(yīng)達到平衡時的聚合物同系物的聚合度完全由平衡常數(shù)決定。2)敞開體系縮聚反應(yīng)在能夠與外界進行傳質(zhì)過程的敞開反應(yīng)器中進行,即將小分子副產(chǎn)物不斷從反應(yīng)體系中移走。當聚合物平均相對分子質(zhì)量在 10 000 以上時,反應(yīng)程度可近似地取為 1,則(許爾茲公式) nwKX所以,對于絕大多數(shù)線型平衡縮聚反應(yīng)而言,要獲得高相對分子質(zhì)量的聚合物就必須保證反應(yīng)在敞開的反應(yīng)器中進行,同時需要排出小分子副產(chǎn)物,使殘留在反應(yīng)體系中的小分子盡可能小。25 線型聚合反應(yīng)的分子量控制根據(jù)不同的用途、在不同的場合對聚合物的相對分子質(zhì)量控制的目的為以下二者之一:使聚合物的相對分子質(zhì)量達到或接近預期的數(shù)值。使聚合反應(yīng)在達到要求的相對分子質(zhì)量時失去進一步聚合的條件。可采用控制兩種官能團的配比或加入端基封鎖劑的方法。使聚合物的相對分子質(zhì)量盡可能高。創(chuàng)造使大分子兩端的官能團能夠無限制地進行聚合反應(yīng)的條件??刂品肿恿客ǔS幸韵路椒ǎ嚎刂品磻?yīng)程度??刂品磻?yīng)官能團的當量比。加入少量單官能團單體。1控制反應(yīng)程度在任何情況下,縮聚物的聚合度均隨反應(yīng)程度的增加而增加。逆反應(yīng)和原料非等物質(zhì)的量比均使反應(yīng)程度有所限制,難以獲得高相對分享質(zhì)量的縮聚物。2縮聚平衡對聚合度的影響對于聚酯化一類可逆縮聚反應(yīng),平衡常數(shù)對反應(yīng)程度進而對聚合度將產(chǎn)生很大影響。密閉體系中聚合度與平衡常數(shù)的定量關(guān)系為 。敞開體系中聚合度與平衡常數(shù)和存留在體系中小分子1nXK的摩爾分數(shù)的定量關(guān)系為 ,如不及時除去小分子副產(chǎn)物,由于逆反應(yīng),將得不到很高的/w反應(yīng)程度和聚合度。3線型縮聚物聚合度的控制反應(yīng)程度和平衡條件是影響線型縮聚物聚合度的重要因素,卻不能用作控制的方法??刂频姆椒ㄍ窃趦晒倌軋F等物質(zhì)的量的基礎(chǔ)上,使某官能團(或單體)稍過量或另加少量單官能團物質(zhì),9使端基封鎖,不再反應(yīng),反應(yīng)程度被穩(wěn)定在某一數(shù)值上,就可以制得預定聚合度的產(chǎn)物。1)2-2 體系基團數(shù)(化學計量)不相等雙官能團單體 A-A 和 B-B 物質(zhì)的量分別為 和 ,分別為兩種單體分子數(shù)的 2 倍。定義 為兩官aNb r能團物質(zhì)的當量系數(shù)(摩爾系數(shù))(是數(shù)值小的官能團物質(zhì)的量與數(shù)值大的官能團物質(zhì)的量之比)。工業(yè)上用過量分率 (線形縮聚中某一單體過量的摩爾分率)表示。q即: ()/21baNrq/()1abrr 總的單體數(shù)為: 或(abN) /2(/)2a(起始物質(zhì)的總數(shù))(聚合物分子總數(shù)) nX ()/212abNrpp當 (兩官能團等當量)時 1r 1nX當 p=1(聚合反應(yīng) 100%完成)時 nr2)兩雙官能團單體等當量比 /abrN+23)官能團 A 和 B 總是以等當量存在,即 r=1,加入單官能團單體,以達到控制和穩(wěn)定聚合物分子量的目的。 /abr2.6 線型聚合反應(yīng)中的分子量分布線型平衡縮聚反應(yīng)中聚合物同系物組成的摩爾分數(shù)(或數(shù)量分數(shù))分布函數(shù)(Flory 分布)為120()xxNp是聚合物分子總數(shù)。 為 x-聚體的數(shù)目。 為起始結(jié)構(gòu)單元的總數(shù)。Nx線型平衡縮聚物分子組成的質(zhì)量分布函數(shù)為 120/()xxwpFlory 分布函數(shù)的用途:表征聚合物的相對分子質(zhì)量分布;計算任何反應(yīng)程度時任何聚合度同系物的摩爾分數(shù)。102.7 逐步聚合反應(yīng)實施方法欲使逐步聚合成功,必須考慮下列原則和措施:原料要盡可能純凈。單體按化學計量配制,加微量單官能團物質(zhì)或某雙官能團單體微過量來控制分子量;盡可能提高反應(yīng)程度;采用減壓或其他手段去除副產(chǎn)物,使反應(yīng)向聚合物方向移動。融熔縮聚(Melt P

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