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09高分子化学高分子化学反应.ppt

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文档介绍

文档介绍:09高分子化学高分子化学反应
溶解性:聚合物的溶解性随反应进行可能不断发生变化,一般溶解性好对反应有利,但假若沉淀的聚合物对反应试剂有吸附作用,由于使聚合物上的反应试剂浓度增大,反而使反应速率增大;
静电效应: 聚合物所带的电荷可改获取高分子量聚合物特别是逐步聚合产物的重要方法之一。
如聚氨酯预聚物可与二元醇进行扩链反应:
嵌段反应
预聚物的嵌段反应有两种基本形式:大分子引发剂法和末端功能基偶联法。
(1)大分子引发剂法
(2)功能基偶联法
接枝反应
聚合物的接枝反应是指在高分子主链上连接不同组成的支链得到接枝共聚物,可分为三种基本方式:
Grafting onto
Grafting from
Grafting though
大分子引发活性中心法 (Grafting from)
在主链高分子上引入引发活性中心引发第二单体聚合形成支链:
根据引发活性中心引入方法的不同包括:
(1)链转移反应法;
(2)大分子引发剂法;
(3)辐射接枝法。
(1)链转移反应法
链转移接枝反应体系含三个必要组分:聚合物、单体和引发剂。
如聚丁二烯接枝聚苯乙烯:将聚丁二烯溶于苯乙烯单体,加入BPO作为引发剂,其接枝反应历程如下:
为初级自由基或St 链自由基
主链链自由基的形成
接枝反应
在生成接枝聚合物的同时,难以避免地同时生成均聚物,接枝率一般不高,常用于聚合物改性,特别适合于不需分离接枝聚合物的场合,如抗冲击聚苯乙烯。
(2) 大分子引发剂法
大分子引发剂法:在主链大分子上引入能产生引发活性种的侧基功能基,该侧基功能基在适当条件下可在主链上产生引发活性种引发第二单体聚合形成支链。
主链上由侧基功能基产生的引发活性种可以是自由基、阴离子或阳离子,取决于引发基团的性质。
(I) 自由基型
(a)
(b)
(II) 阴离子型
主链高分子上的活泼氢与烷基金属化合物(如丁基锂)等作用产生阴离子引发活性中心:
(III) 阳离子型
主链高分子上所含的一些碳阳离子源功能基在Lewis酸的活化下可产生阳离子引发活性中心。如聚***乙烯在Lewis酸如R2AlCl或AgSbF6等作用下引发异丁烯接枝反应可示意如下:
(2)辐射接枝法
利用高能辐射在聚合物链上产生自由基引发活性种是应用广泛的接枝方法。
如聚乙烯用g 射线辐射接枝聚***丙烯酸甲酯(MMA):
若单体和聚合物一起加入,在生成接枝聚合物的同时,单体也可因辐射而均聚。为了减少均聚物的生成,可采用先对聚合物进行辐射,然后再加入单体。
功能基偶联法(Grafting onto)
如苯乙烯-马来酸酐共聚物与单羟基聚氧乙烯的接枝反应:
通过功能基反应把带末端功能基的支链接到带侧基功能基的主链上。
大分子单体法(Grafting through)
合成大分子单体最适宜的方法是活性聚合法,可聚合基团通过适当的引发反应或终止反应一步或分步引入,采用活性聚合法合成的大分子单体不仅分子量及分子量分布可控,而且功能化程度高。
大分子单体指末端带有一个可聚合功能基的预聚物,通过其均聚或共聚反应可获得以起始大分子为支链的接枝聚合物:
交联反应
不饱和橡胶的硫化
不饱和橡胶的交联,工业上几乎都是将之与硫磺或一些含硫有机化合物加热发生交联反应。因此在橡胶工业中,通常用“硫化”来描述橡胶分子间的交联反应。
以天然橡胶的硫磺硫化为例,其硫化过程包括以下几个阶段:
(1)引发
(2)生成碳阳离子
(3)交联
饱和聚合物的交联
(1) 过氧化物交联
过氧化物分解产生自由基,该自由基从聚合物链上夺氢转移形成高分子自由基,高分子自由基偶合就形成交联:
该法主要用于那些不含双键、不能用硫磺进行硫化的聚合物,如聚乙烯、乙丙橡胶和聚硅氧烷等。
(2) 辐射交联
聚合物在高能辐射(如离子辐射)下也可产生高分子自由基,高分子自由基偶合便产生交联:
辐射交联已在聚乙烯及其他聚烯烃、聚***乙烯等在电线、电缆的绝缘以及热收缩产品(管、包装膜、包装袋等)的应用上实现商业化。
光聚合交联
一些多功能单体或多功能预聚体可在光直接引发或光引发剂引发下发生聚合形成交联高分子。
光聚合交联的优点:
(1)速度快,在强光照射下甚至可在几分之一秒内由液体变