文档介绍：macromolecle chemistry 高分子化学
教材:《高分子化学》潘祖仁主编
-
主讲教师:李敬芬
40h
第6讲
1
Chapter 2 逐步聚合反应
本
章
内
容
缩聚反应
线型缩聚反应的机理
逐步聚合方法和重要的线型缩聚物
分子量分布
线型缩聚物的聚合度
线型缩聚反应动力学
(*)
(△)
(*)
体型缩聚
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。
高分子化学
2
高分子化学
逐步聚合方法
熔融缩聚
逐步聚合方法
溶液缩聚
固相缩聚
指反应温度高于单体和缩聚物熔点,反应体系处于熔融状态下进行反应
指单体加适当催化剂在溶剂(包括水)中的缩聚反应
指单体或低聚物在熔点以下温度进行的缩聚反应
界面缩聚
指两种单体分别溶解于两不互溶的溶剂中,反应在界面上进行的缩聚
3
逐步聚合方法
聚合体系中只加单体和少量的催化剂,不加入任何溶剂,聚合过程中原料单体和生成的聚合物均处于熔融状态。
主要用于平衡缩聚反应,如聚酯、聚酰胺等的生产。
熔融缩聚
高分子化学
初期阶段:
反应:以单体之间、单体与低聚物之间的反应为主。
条件:可在较低温度、较低真空度下进行。
任务:防止单体挥发、分解等,保证功能基等摩尔比。
4
逐步聚合方法
高分子化学
中期阶段:
反应:低聚物之间的反应为主,有降解、交换等副反应。
条件:高温、高真空。
任务:除去小分子,提高反应程度,从而提高聚合产物分子量。
终止阶段:
反应:反应已达预期指标。
任务:及时终止反应,避免副反应,节能省时。
5
逐步聚合方法
高分子化学
合成涤纶(PET)的传统方法
6
逐步聚合方法
高分子化学
特点:
▲反应温度高(200 ~ 300℃);
▲反应时间长;
▲需在惰性气氛下进行;
▲反应后期需高真空。
优点:产品后处理容易,设备简单,可连续生产。
缺点:要求严格控制功能基等摩尔比,对原料纯度要求高;
需高真空,对设备要求高;副反应易。
7
逐步聚合方法
高分子化学
溶液缩聚
单体在在溶液中进行聚合反应的一种实施方法。其溶剂可以是单一的,也可以是几种溶剂混合。
广泛用于涂料、胶粘剂等的制备,特别适于分子量高且难熔的耐热聚合物,如聚酰亚胺、聚苯醚、聚芳香酰胺等。
溶剂的选择:
▲对单体和聚合物的溶解性好;
▲溶剂沸点应高于设定的聚合反应温度;
▲利于移除小分子副产物:高沸点溶剂;溶剂与小分子形成共沸物。
8
逐步聚合方法
高分子化学
优点:
▲反应温度低,副反应少;
▲传热性好,反应可平稳进行;
▲无需高真空,反应设备较简单;
▲可合成热稳定性低的产品。
缺点:
▲反应影响因素增多,工艺复杂;
▲若需除去溶剂时,后处理复杂:溶剂回收,聚合物的析出,残留溶剂对产品性能的影响等。
9
逐步聚合方法
高分子化学
界面缩聚
界面缩聚是将两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中,再将这两种溶液倒在一起,在两液相的界面上进行缩聚反应,聚合产物不溶于溶剂,在界面析出。
拉出聚合物膜
牵引
己二胺-NaOH溶液
己二酰氯的CHCl3溶液
界面聚合膜
10