高分子化学知识点总结
高分子材料化学重点知识点总结

水溶性高分子的性能:水溶性;2.增黏性;3.成膜性;4.表面活性剂功能;5.絮凝功能;6.粘接作用。
造纸行业中的水溶性高分子:(1)聚丙烯酰胺:1)分子量小于100万:主要用于纸浆分散剂;2)分子量在100万和500万之间:主要用于纸张增强剂;3)分子量大于500万:造纸废水絮凝剂(超高分子量);(2)聚氧化乙烯:用作纸浆长纤维分散剂,用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸,湿强度很高;(3)聚乙烯醇:强粘结力和成膜性;用作涂布纸的颜料粘合剂;纸张施胶剂;纸张再湿性粘合剂。
日用品、化妆品行业中的水溶性高分子:对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用,另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。
壳聚糖:优良的生物相容性和成膜性;显著的美白效果;修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子:(1)聚天冬氨酸(掌握其一):1)以天冬氨酸为原料:(方程式);2)以马来酸酐为原料:(方程式);特点:生物降解性好;可用于高热和高钙水。
1996年公司获美国总统绿色化学挑战奖;(2)聚环氧琥珀酸(方程式)特点:无磷、无氮,不会引起水体的富营养化。
第二章、离子交换树脂离子交换树脂的结构与性能要求:(1)结构要求:1)其骨架或载体是交联聚合物,2)聚合物链上含有可以离子化的功能基。
(2)性能要求:a、一定的机械强度;b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性;c、足够的亲水性;d、高的比表面积和交换容量;e、合适的粒径分布。
离子交换树脂的分类:(1)按照树脂的孔结构可以分为凝胶型(不含不参与聚合反应的其它物质,透明)和大孔型(含有不参与聚合反应物质,不透明)。
(2)根据所交换离子的类型:阳离子交换树脂(3H);阴离子交换树脂(3);两性离子交换树脂离子交换树脂的制备:(1)聚苯乙烯型:(方程式)离子交换树脂的选择性:高价离子,大半径离子优先离子交换树脂的再生:a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10溶液再生;b. 型强碱型阴离子交换树脂则用4溶液再生。
高分子知识点

什么是高分子?答:由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物,叫高分子化合物。
什么是聚合物的柔顺性?聚合物为什么具有柔顺性?影响聚合物柔顺性的因素有哪些?答:高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。
高分子由于分子量大,分子链中能够内旋转的化学键众多,内旋转使其具有大量不同卷曲程度的构象状态,因而有良好的柔顺性。
影响因素有主链结构、侧链基结构、侧基极性的强弱、链的长短、分子间作用力、分子链规整度、分子量大小、支化、交联。
什么是液晶?液晶具有什么性质?聚合物都可以形成液晶吗?答:液晶是某些物质在熔融态或在溶液状态下所形成的有序流体的总称。
液晶具有高弹性、粘滞性、流变性。
不可以,形成液晶的物质通常具有液晶基元。
什么是聚合物的力学三态?对应的特征温度是什么?聚合物的力学三态有什么特点?交联聚合物有粘流态吗?答:聚合物的力学三态是玻璃态、高弹态和黏流态。
玻璃态和高弹态之间的转变温度称为玻璃化转变温度,高弹态和黏流态之间的转变温度称为黏流温度。
玻璃态链段运动被冻结,形变小,可逆,模量高;高弹态链段运动被激活,形变大,可逆,模量低;黏流态分子整链运动被激活,形变很大且不可逆,模量很小,处于粘性流动状态。
交联聚合物没有粘流态,原因如下:1.高分子流动是通过链段的位移运动来完成的。
2.小分子流动“孔穴”理论液体流动模型:低分子液体中存在着许多与分子尺寸相当的孔穴。
当没有外力存在时,靠分子的热运动,孔穴周围的分子向孔穴跃迁的几率是相等的,孔穴与分子不断交换位置即产生分子扩散运动。
外力存在使分子沿作用力方向跃迁的几率比其他方向大。
分子向前跃迁后,分子原来占有的位置成了新的孔穴,可让后面的分子向前跃迁。
分子在外力方向上的从优跃迁,使分子通过分子间的孔穴相继向某—方向移动,形成液体的宏观流动现象。
当温度升高,分于热运动能量增加,液体中的孔穴也随着增加和膨胀,使流动的阻力减少。
什么是形变~温度曲线?答:在一定的力学负荷下,高分子材料的形变量与温度的关系成为高聚物的温度-形变曲线。
高分子化学知识点总结

高分子化学知识点总结
高分子化学是研究高分子物质的结构、性质、合成、加工及应用的学科。
以下是高分子化学的主要知识点总结:
1. 高分子物质的基本概念:高分子物质是由大量重复单元构成的超分子结构。
2. 高分子物质的分类:按照来源可以分为天然高分子和合成高分子;按照结构可以分为线性高分子、支化高分子、交联高分子、共聚高分子等。
3. 高分子物质的性质:高分子物质具有物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括流变学、热学、力学、光学、电学等。
化学性质包括氧化、还原、加成、置换、水解等。
4. 高分子物质的合成方法:包括聚合反应、缩合反应、聚合缩合反应、重排反应、羟化反应、酯交换反应、酯化反应等。
5. 结构表征方法:高分子物质的结构表征方法包括分子量测定、组成分析、形态表征、晶体学、核磁共振、红外光谱、拉曼光谱等。
6. 高分子物质的加工:高分子物质的加工包括塑化加工、固化加工、成型加工、加热处理、冷却处理、表面处理等。
7. 高分子物质的应用:高分子物质广泛应用于塑料、纤维、胶粘剂、涂料、电子材料、医药材料、环保材料等领域。
需要注意的是,以上知识点只是高分子化学的基础,实际上高分子化学是一个非常广泛和深入的领域,需要多读书、多实践,才能掌握其核心和精髓。
高分子化学知识点

后期: 自动加速现象出现后聚合速率逐渐减慢,直至结束,转化率可达90%~100%。
四、问答题(15分×3=45分)
1.自由基聚合与缩聚反应的特征比较
自由基聚合:
1)由基元反应组成,各步反应的活化能不同。引发最慢。
解答:CH2=CHC6H5 以(C6H5CO2)2引发属于自由基聚合,以萘钠引发属于阴离子聚合,以BF3 + H2O引发属于阳离子聚合,但是副反应多,工业上较少采用,用Ti(OEt)4+AlEt3进行配位阴离子聚合;CH2=CHCl以(C6H5CO2)2引发属于自由基聚合,除此之外,不可发生阴、阳离子聚合反应;CH2=C(CH3)2以BF3 + H2O引发属于阳离子聚合,并且该单体只可发生阳离子聚合;CH2=C(CH3)COOCH3以(C6H5CO2)2引发属于自由基聚合,以萘钠引发属于阴离子聚合,不可发生阳离子聚合。
2. 写出二元共聚物组成微分方程并讨论其适用的范围?(8分)
解答: ,
(或d[M1]/d[M2]=[m1]/[M2]?{r1[M1]+[M2]}/{r2[M2]+[M1]})
使用范围:适用于聚合反应初期,并作以下假定。
假定一:体系中无解聚反应。
假定二:等活性。自由基活性与链长无关。
反应程度:是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数,用P表示。反应程度可以对任何一种参加反应的官能团而言是指已经反应的官能团的数目。
3.自由基聚合反应转化率-时间曲线特征
诱导期:初级自由基为阻聚杂质所终止,无聚合物形成,聚合速率零。若严格取除杂质,可消除诱导期。
高分子化学知识点总结

高分子化学知识点总结高分子化学是研究高分子化合物的合成、结构、性能和应用的一门学科。
它是化学领域中的一个重要分支,对于材料科学、生物医学、环境保护等众多领域都有着深远的影响。
以下是对高分子化学一些重要知识点的总结。
一、高分子的基本概念高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物,其相对分子质量通常在 10^4 到 10^7 之间。
高分子化合物由许多结构单元通过共价键重复连接而成,这些结构单元被称为单体。
例如,聚乙烯是由乙烯单体聚合而成,其结构单元就是乙烯。
高分子的相对分子质量具有多分散性,即同一种高分子化合物中,不同分子的相对分子质量大小不同。
通常用平均相对分子质量来表示高分子的相对分子质量,常见的平均相对分子质量有数均相对分子质量、重均相对分子质量和粘均相对分子质量。
二、高分子的分类根据来源,高分子可以分为天然高分子和合成高分子。
天然高分子如纤维素、蛋白质、淀粉等,是自然界中存在的;合成高分子则是通过人工合成得到的,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
按照高分子的主链结构,可分为碳链高分子、杂链高分子和元素有机高分子。
碳链高分子的主链完全由碳原子组成,如聚乙烯、聚丙烯;杂链高分子的主链除了碳原子外,还含有氧、氮、硫等原子,如聚酯、聚酰胺;元素有机高分子的主链中不含碳原子,而是由硅、磷、钛等元素组成,侧链则为有机基团。
三、高分子的合成方法(一)加聚反应加聚反应是指由不饱和单体通过加成聚合反应生成高分子化合物的过程。
在加聚反应中,单体分子中的双键或三键打开,相互连接形成高分子链。
常见的加聚反应有自由基聚合、离子聚合和配位聚合。
自由基聚合是应用最广泛的一种加聚反应,其反应条件相对简单,通常在加热或引发剂的作用下进行。
引发剂分解产生自由基,引发单体聚合。
离子聚合包括阳离子聚合和阴离子聚合,它们对反应条件要求较高,需要在无水、无氧的环境中进行。
配位聚合可以制备具有规整结构的高分子,如等规聚丙烯。
(二)缩聚反应缩聚反应是指由具有两个或两个以上官能团的单体通过缩合反应生成高分子化合物,并伴随有小分子副产物(如水、醇、氨等)生成的过程。
初中化学-有机高分子化合物

一、高分子化合物1.定义高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。
之所以称为高分子,就是因为它的分子量高。
常用高分子材料的分子量在几百到几百万之间2.描述高分子化合物分子结构的几个概念:结构式、链节、聚合度、单体、聚合物的平均相对分子质量聚合反应CH 2=CH 2单体—CH 2—CH 2—链节n聚合度高分子化合物,简称高分子,又叫聚合物或高聚物。
n 值一定时,有确定的分子组成和相对分子质量,聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量×n 。
一块高分子材料是由若干n 值不同的高分子材料组成的混合物。
3.有机高分子化合物的基本性质(1)溶解性:线型高分子能溶解在适当的溶剂里,但溶解过程比小分子缓慢,体型高分子则不容易溶解,只有一定程度的胀大。
(2)热塑性和热固性:线型高分子具有热塑性,体型高分子具有热固性。
(3)强度:高分子材料的强度一般都比较大。
(4)电绝缘性:高分子化合物里的原子是以共价键结合的,一般不易导电,所以是很好的电绝缘材料。
此外,有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能,但是,高分子材料也有不耐高温、易燃烧、易老化、废弃后不易分解等缺点。
二、加成聚合反应第十三讲有机高分子化合物知识点精讲1.定义:由许多小分子通过加成反应变成一个有机高分子化合物,既属于加成反应又属于聚合反应,叫做加成聚合反应,简称加聚反应。
2.加聚反应特点(1)单体必须是含有双键、参键等不饱和键的化合物。
例如:烯、二烯、炔、醛等含不饱和键的化合物。
(2)发生加聚反应的过程中,没有副产物产生,聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
(3)加聚反应类型3.由单体写高聚物:注意支链一定要支出去4.由高聚物推单体【由加聚聚合物推单体的方法一】→单体:CH2=CH2边键沿箭头指向汇合,箭头相遇成新键,键尾相遇按虚线部分断键成单键。
803高分子化学知识点大总结

803高分子化学知识点大总结高分子化学是化学的一个重要分支,研究聚合物的合成、性质和应用等方面。
本文将对803高分子化学知识点进行总结,包括聚合物的分类、合成方法、性质和应用等方面。
一、聚合物的分类聚合物是由许多重复单元组成的高分子化合物。
根据聚合物的结构和性质,可以将聚合物分为线性聚合物、支化聚合物、交联聚合物和共聚物等几类。
1. 线性聚合物是指聚合物链没有侧链或侧链较少的聚合物。
例如聚乙烯和聚丙烯等。
2. 支化聚合物是指聚合物链上有较多的侧支链的聚合物。
例如聚乙烯醇等。
3. 交联聚合物是指聚合物链之间通过共价键形成交联结构的聚合物。
例如硅橡胶和环氧树脂等。
4. 共聚物是指由两种或更多种单体通过共轭聚合而成的聚合物。
例如苯乙烯-丁二烯共聚物。
二、聚合物的合成方法聚合物的合成方法主要包括聚合反应和聚合物改性两大类。
1. 聚合反应是指通过将单体在适当条件下进行化学反应,使其发生聚合,生成聚合物的方法。
常见的聚合反应有自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和环开聚合等。
2. 聚合物改性是指在聚合物的合成过程中,通过引入其他化合物或改变反应条件,改变聚合物的结构和性质的方法。
常见的聚合物改性方法有共聚、交联和接枝等。
三、聚合物的性质聚合物具有许多特殊的性质,使其在各个领域得到广泛应用。
1. 物理性质:聚合物通常是无色、无味、无毒的固体,具有较低的密度和较高的强度。
聚合物的熔点和热稳定性较低,易受热、光和化学物质的影响。
2. 机械性能:聚合物具有良好的柔韧性和弹性,可以根据需要制备成不同形状的制品。
聚合物的强度和硬度可以通过控制聚合反应条件和添加适当的添加剂来调节。
3. 热性能:聚合物的热性能主要包括熔点、热稳定性和热膨胀系数等。
聚合物的熔点一般较低,热稳定性和热膨胀系数与聚合物的结构和组成有关。
4. 化学性质:聚合物对化学药品、溶剂和酸碱等有不同的耐受性。
聚合物的耐化学性取决于聚合物的结构和功能基团的种类。
高分子化学知识点总结

第一章 绪论单体:能通过聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物,即合成聚合物的原料。
高分子:一个大分子由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成,并具有一定机械性能。
结构单元:在大分子链中出现的以单体结构基础的原子团称为结构单元。
重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元,可能与结构单元相同,也可能由2个或多个结构单元组成。
单体单元:与单体中原子种类及个数相同的结构单元,仅电子结构有所变化。
重复单元或结构单元类似大分子链中的一个环节,故俗称链节由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物; 由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物. 结构单元=单体单元=重复单元=链节聚合度:聚合度是衡量高分子大小的一个指标。
合成尼龙-66具有另一特征:H 2N(CH 2)6NH 2+ HOOC(CH 2)4COOHH--NH(CH 2)6NH--CO(CH 2)4CO--OHn(2n-1) H 2O +结构单元 结构单元 重复结构单元有两种表示法:[1]以大分子链中的结构单元数目表示,记作:[2]:以大分子链中的重复单元数目表示,记作:由聚合度可计算出高分子的分子量: M 是高分子的分子量; M 0 是结构单元的分子量 结构单元=重复单元=链节≠ 单体单元单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 结构单元 ≠ 重复单元 ≠ 单体单元 重复单元=链节 三大合成材料:橡胶,塑料,纤维玻璃化温度:聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。
分子量及其分布数均分子量:按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量高分子样品中所有分子的总重量除以其分子(摩尔)总数∑∑∑∑∑∑====iii iiiii in Mx M WWNM N N WM )(式中,W i ,N i ,M i 分别为i -聚体的重量、分子数、分子量重均分子量:是按照聚合物的重量进行统计平均的分子量i -聚体的分子量乘以其重量分数的加和∑∑∑∑∑===iiiii i iii w Mw M NM N WM W M 2分布指数表示:重均分子量与数均分子量的比值,M w / M nM w / M n 分子量分布情况1 均一分布 接近 1 (1.5 ~ 2) 分布较窄远离 1 (20 ~ 50) 分布较宽 聚合反应1. 按单体-聚合物结构变化分类【1】 缩聚 【2】加聚 【3】开环聚合 2. 按聚合机理分类【1】逐步聚合 【2】连锁聚合(活性种可以是自由基、阴离子、阳离子;过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成)n xDP n DP x n ==00M DP M x M n ⋅=⋅=第二章逐步聚合反应1逐步聚合的基本概念与连锁聚合不同,逐步聚合的基本特征是聚合度随时间逐步增长,而转化率在聚合初期即可达到很高,因此表现出与连锁聚合完全不同的规律。
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第一章绪论1.1 高分子的基本概念高分子化学:研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。
单体:能通过相互反应生成高分子的化合物。
高分子或聚合物(聚合物、大分子):由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。
相对分子质量低于1000的称为低分子。
相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物(又名齐聚物)。
相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。
主链:构成高分子骨架结构,以化学键结合的原子集合。
侧链或侧基:连接在主链原子上的原子或原子集合,又称支链。
支链可以较小,称为侧基;也可以较大,称为侧链。
端基:连接在主链末端原子上的原子或原子集合。
重复单元:大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元,可简称重复单元,又可称链节。
结构单元:单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。
(构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~)。
单体单元:聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。
聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应。
连锁聚合:活性中心引发单体,迅速连锁增长的聚合。
烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。
连锁聚合需活性中心,根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。
逐步聚合:无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
加聚反应:即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。
加聚反应无副产物。
缩聚反应:缩合聚合反应,单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。
该反应常伴随着小分子的生成。
1.2 高分子化合物的分类1) 按高分子主链结构分类:可分为:①碳链聚合物:大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。
②杂链聚合物:聚合物的大分子主链中除了碳原子外,还有氧、氮,硫等杂原子。
③元素有机聚合物:聚合物的大分子主链中没有碳原子孙,主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。
④无机高分子:主链与侧链均无碳原子的高分子。
2)按用途分可分为:塑料、橡胶、纤维三大类,如果再加上涂料、粘合剂和功能高分子则为六大类。
塑料:具有塑性行为的材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。
塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间,受力能发生一定形变。
软塑料接近橡胶,硬塑料接近纤维。
橡胶:具有可逆形变的高弹性聚合物材料。
在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状。
橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度(T g)低,分子量往往很大,大于几十万。
纤维:聚合物经一定的机械加工(牵引、拉伸、定型等)后形成细而柔软的细丝,形成纤维。
纤维具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等特点,有很高的结晶能力,分子量小,一般为几万。
3)按来源分可分为: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)按分子的形状分:线形高分子、支化高分子、交联(或称网状)高分子5)按单体分:均聚物、共聚物、高分子共混物(又称高分子合金)6)按聚合反应类型分:缩聚物、加聚物7)按热行为分:热塑性聚合物:聚合物大分子之间以物理力聚集而成,加热时可熔融,并能溶于适当溶剂中。
热塑性聚合物受热时可塑化,冷却时则固化成型,并且可以如此反复进行。
热固性聚合物:许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物,许多大分子键合在一起,已无单个大分子可言。
这类聚合物受热不软化,也不易被溶剂所溶胀。
8)按相对分子质量分:高聚物、低聚物、齐聚物、预聚物。
1.3 相对分子质量及其分布1)相对分子质量平均相对分子质量:相对于一般低分子化合物都具有确定的相对分子质量而言,一般合成聚合物都不是由具有相同相对分子质量的大分子组成,而是由许多相对分子质量大小不等的同系物分子组成的混合物。
因此,高分子化合物的相对分子质量只是这些同系物相对分子质量的统计平均值。
数均分子量: 一种按聚合物分子数目统计平均的分子量,即高分子样品的总重量W 除以其分子的总数量:/i i i n i i i i i i n M m m M x M n n m M ====∑∑∑∑∑∑ ,i i w x 为i-聚体的分子分率和质量分率。
某体系的总质量m 为分子总数所平均。
质均分子量: 一种按聚合物重量统计平均的分子量,即i 聚体的分子量乘以其重量分数的加和。
采用光散射法测得: 2i i i i wi i i i in m m M M w M m n M ===∑∑∑∑∑ 2)聚合度聚合度(DP ):即高分子链中重复单元的重复次数,以n X 表示;衡量聚合物分子大小的指标。
聚合度DP 与相对分子质量的关系为 n M DP M =⋅ 式中M 为重复单元的相对分子质量.由于共聚物和混缩聚物的重复单元由两个或两个以上结构单元组成,如果采用聚合度DP 往往会带来计算上的不便,因此大部分情况下,将聚合度定义为每个大分子链所含结构单元数目的平均值,通常以n X 表示。
聚合度n X 与相对分子质量的关系为0n n M X M =⋅, 0M 为结构单元的平均相对分子质量。
特别强调:聚合度的计算最好以结构单元数目而不以重复单元数目为基准,即通常采用的是n X 表示聚合度。
3) 相对分子质量分布多分散性:聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物,这种相对分子质量的不均一性称为相对分子质量的多分散性。
多分散性有三种表示法:①多分散系数;②分级曲数;③分布函数。
多分散系(指)数可以用重均分子量和数均分子量的比值来表示,这一比值称为多分散指数,其符号为/(/)w n z w D M M M M =或,对于完全单分散的聚合物D=1,其数值大小表征聚合物相对分子质量大小悬殊的程度。
分子量分布(MWD ):由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物,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数和分子量分布曲线两种表示方法。
1.4 高分子化合物的基本特点:特点一:分子量大(一般在一万以上)特点二:组成简单、结构有规特点三:分子形态呈多样性特点四:分子量具多分散性特点五:具有显著的多层次结构第二章缩聚和逐步聚合2.1 逐步聚合反应的基本概念1 逐步聚合的特征逐步聚合:通常是由单体所带的两种不同的官能团之间发生化学反应而进行的。
无活性中心,单体官能团之间相互反应而逐步增长。
绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。
其特征为:①逐步聚合反应是通过单体功能基之间的反应逐步进行的。
在反应初期,聚合物远未达到实用要求的高分子量(>5000—10000)时,单体就已经消失了。
②逐步聚合反应的速率是不同大小分子间反应速率的总和。
③聚合产物的相对分子质量随转化率增高而逐步增大的。
④在高转化率才能生成高分子量的聚合物。
2逐步聚合反应的分类1)按反应机理分类逐步缩聚反应:带有两个或两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应,即缩掉小分子而进行的聚合。
反应过程中,不小分子副产物生成。
逐步加成聚合:单体分子通过反复加成,使分子间形成共价键,逐步生成高相对分子质量聚合物的过程,其聚合物形成的同时没有小分子析出,如聚氨酯的合成。
逐步聚合反应的所有中间产物分子两端都带有可以继续进行约定缩合反应的官能团,而且都是相对稳定的。
当某种单体所含有官能团的物质的量多于另一种单体时,聚合反应就无法再继续下去。
2)按聚合物链结构分类线形逐步聚合反应:参加反应的单体都只带有两个官能团,聚合过程中,分子链在两个方向上增长,分子量逐步增大,体系的粘度逐渐上升,最后形成高分子的聚合反应。
支化、交联聚合反应(体型聚合):参加聚合反应的单体至少有一个含有两个以上官能团时,反应过程中,分子链从多个方向增长。
调节两种单体的配比,可以生成支化聚合物或交联聚合物(体型聚合物)3)按参加反应的单体种类分类(1)逐步均聚反应:只有一种或两种单体参加聚合反应,生成的聚合物只含有一种重复单元。
(2)逐步共聚反应:两种或两种以上单体参加聚合反应,生成的聚合物含有两种或两种以上的重复单元。
3. 缩聚反应缩聚反应:是缩合聚合的简称,是多次缩合重复结果形成缩聚物的过程。
缩合和缩聚都是基团间的反应,两种不同基团可以分属于两种单体分子,也可能同在一种单体分子上。
官能度f:一分子聚合反应原料中能参与反应的官能团数称为官能度。
1-1、1-2、1-3体系缩合,将形成低分子物;2-2或2-官能度体系缩聚,形成线形缩聚物;2-3、2-4或3-3体系则形成体形缩聚物。
4. 线形缩聚机理线形缩聚机理的特征有:逐步和可逆。
1)线型缩聚反应的逐步性缩聚大分子的生长是由于官能团相互反应的结果。
缩聚早期,单体很快消失,转变成二聚体、三聚体、四聚体等低聚物,转化率很高,以后的缩聚反应则在低聚物之间进行。
缩聚反应就是这样逐步进行下去的,聚合度随时间或反应程度而增加。
延长聚合时间的主要目的在于提高产物相对分子质量,而不在于提高转化率。
缩聚早期,单体的转化率就很高,而相对分子质量却很低。
转化率:是指转变成聚合物的单体部分占起始单体量的百分数。
逐步特性是所有缩聚反应所共有的。
2)线型缩聚反应的平衡性许多缩聚反应是可逆的,其可逆的程度可由平衡常数来衡量。
根据其大小,可将线型缩聚大致分成三类:①平衡常数小,如聚酯化反应,K ≈4,低分子副产物水的存在对聚合物相对分子质量影响很大,应除去。
②平衡常数中等,如聚酰胺化反应,K ≈300~500,水对聚合物相对分子质量有所影响。
③平衡常数很大或看作不可逆,如聚碳酸酯和聚砜一类的缩聚,平衡常数总在几千以上。
可逆平衡的程度则各类缩聚反应有明显的差别。
3) 线型缩聚反应的平衡常数Flory 等活性理论:单官能团化合物的分子链达到一定长度之后,其官能团的化学反应活性与分子链长无关。
按照官能团等活性理论,可以用一个平衡常数表征整个聚合反应的平衡特征,并以体系中的官能团浓度代替单体浓度。
以聚酯反应为例,则其平衡常数为2[~~~~][][][]OCO H O K COOH OH =--- 方括号的含义是代表官能团的浓度和小分子的浓度。
Flory 等活性理论的适用条件:①缩聚反应体系必须是真溶液,均相体系,全部反应物、中间产物和最终产物都溶于这个介质。
②官能团所处的环境——邻近基团效应和空间阻碍两方面因素在反应过程中应当不变。
③聚合物的相对分子质量不能太高,反应速率不能太大,反应体系黏度不能太高,以不影响小分子产物的逸出、不妨碍建立平衡为限,不能使扩散成为控制速率的主要因素。
4) 反应程度和聚合度考虑到在线型缩聚反应中实际参加反应的是官能团而不是整个单体分子,所以通常采用已经参加了反应的官能团与起始官能团的物质的量之比即反应程度p 来表征该反应进行的程度:00N N p N -==已反应官能团数/起始官能团总数 式中:0N 为反应起始时单体的总物质的量;N 为缩聚反应体系中同系物(含单体)的总物质的量。