无机离子聚合
两性离子聚合物的合成及应用_何晓燕
Preparation and Application of Zwitterionic Polymers
He Xiaoyan＊＊ Zhou Wenrui Xu Xiaojun Yang Wu＊＊ （ College of Chemistry and Chemical Engineering，Northwest Normal University，Key Lab of Bioelectrochemistry ＆ Environmental Analysis of Gansu Province，Lanzhou 730070，China）
petroleum industry
收稿： 2012 年 11 月，收修改稿： 2013 年 1 月 * 国家自然科学基金地区科学基金项目（ No． 21164010） 和甘肃省自然科学基金项目（ No． 1107RJZA149） 资助 ＊＊Corresponding author e-mail： hexy09@ 163． com； yangw@ nwnu． edu． cn
McCormick 等研究发现两性离子聚合物与普通 聚离子电解质及聚 阴、阳 离 子 电 解 质 不 同 的 是 它 具 有“反 聚 电 解 质 效 应 溶 液 行 为 （ antipolyelectrolyte behavior in solution ） ”［9，10］，即 在 盐 溶 液 中，其 黏 度 不但不降低，反 而 升 高。 这 是 因 为 正 负 电 荷 基 团 同 时存在于两性离子 聚 合 物 中，并 且 正 负 电 荷 基 团 的 数 目 相 等 ，它 呈 现 电 中 性 ，所 以 这 类 聚 合 物 表 现 出 反 聚电解质效应溶液行为。可以以高分子构象变化和
无机 有机 聚合 引发剂
无机有机聚合引发剂无机、有机和聚合引发剂是化学领域中常用的术语，它们在不同的化学过程中起着重要的作用。
本文将分别介绍无机、有机和聚合引发剂的概念、特点以及应用领域。
一、无机引发剂无机引发剂是指在化学反应中起到引发或促进反应的化合物。
常见的无机引发剂有过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等。
无机引发剂通常具有以下特点：1. 高效性：无机引发剂能够在相对较低的温度下引发反应，提高反应速率，从而节省能源和时间。
2. 高稳定性：无机引发剂在储存和运输过程中相对稳定，不易分解或失活。
3. 可控性：无机引发剂的引发速率可以通过控制温度、浓度和配比等条件来调节。
无机引发剂广泛应用于化学合成、聚合反应、氧化反应等领域。
例如，过硫酸铵常用于聚合物的制备过程中，可以引发单体的聚合反应，合成各种具有特定功能的聚合物材料。
二、有机引发剂有机引发剂是指由有机化合物组成的引发剂。
常见的有机引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁酮等。
有机引发剂具有以下特点：1. 温和性：有机引发剂通常在较低的温度下引发反应，有利于保护反应物的活性基团。
2. 可选择性：不同的有机引发剂对不同的反应具有不同的选择性，可以控制反应的方向和产物的结构。
3. 方便性：有机引发剂易于储存和使用，操作相对简单。
有机引发剂广泛应用于有机合成、聚合反应、氧化反应等领域。
例如，过氧化苯甲酰常用于有机合成反应中，可以引发自由基反应或氧化反应，合成具有特定结构和功能的有机化合物。
三、聚合引发剂聚合引发剂是一类特殊的化合物，它们能够引发或促进聚合反应的进行。
聚合引发剂通常分为热引发剂和光引发剂两种类型。
1. 热引发剂：热引发剂在加热或高温条件下分解产生自由基，进而引发聚合反应。
常见的热引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯等。
2. 光引发剂：光引发剂在紫外光照射下产生活性物种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。
常见的光引发剂有苯乙烯基三苯胺、二甲基亚砜等。
聚合引发剂在聚合反应中起到重要的引发作用，能够控制聚合物的分子量、分子量分布和结构等。
【高分子合成工艺学】第八章 离子聚合与配位聚合生产工艺
丁基橡胶性能 气密性优良 ：透气性为烃类橡胶最低 抗臭氧性好：比天然橡胶、丁苯橡胶高10倍 耐热、耐候性优异 耐酸碱和极性溶剂 电绝缘性能好 应用 因其良好气密性，主要用途制造内胎和水胎。还可
用作电绝缘护套及医疗卫生用品。
生产过程
▪ 三步法制取SBS包括：原材料精制、三嵌段物的制备、 SBS脱气及弹性体的造粒包装四个工序。
▪ 聚合设备为聚合釜，配夹套冷却或加热，以配制好的 单锂有机化合物正丁基锂溶液为引发剂，聚合反应在 非极性溶剂中于惰性气体保护下分三段进行。
▪ 先向聚合釜中加入总量1/2的苯乙烯，然后加入引 发剂溶液。
（1）正离子型聚合的活性中心是碳正离子：
A B + CH2=CH X
A CH2 CH B X
[ CH2 CH ]n X
（2）负离子型聚合的活性中心是碳负离子：
A B + CH2=CH Y
B CH2 CH A Y
[ CH2 CH ]n Y
（3）配位离子聚合的活性中心是具有金属碳键
的配位离子：
Cat-R + CH2=CH Z
SBS结构
S
B
S
线型SBS
S B
S B
B
B
S
S
星型SBS
SBS应用
▪ 概念
8.4 配位聚合
是指烯类单体的碳－碳双键首先在过渡金属引发 剂活性中心上进行配位、活化，随后单体分子相 继插入过渡金属－碳键中进行链增长的过程。
8.4.1 Ziegler-Natta催化剂
1953年，Ziegler等发现以乙酰丙酮的锆盐和Et3Al 催化可得到高分子量的乙烯聚合物，并在此基础上开发 了的乙烯聚合催化剂TiCl4 - AlEt3。
聚合羟基铁离子
聚合羟基铁离子
聚合羟基铁离子（PHP）是一种具有良好絮凝作用的无机高分子絮凝剂，主要成分为羟基铁离子。
它利用羟基铁离子的水解作用，对水中杂质颗粒进行絮凝，从而达到净化水的目的。
在制备PHP时，可以通过向含有硫酸亚铁的溶液中加入氯化铁或其他氧化剂，如氧化铜、过氧化氢等，并控制反应条件，如pH值、温度等，使溶液中的铁离子和羟基离子通过反应生成聚合羟基铁离子。
该聚合物的分子量、电荷正负、电性强弱和分子量、聚集体的粒度大小是决定其絮凝效果的主要因素，能够在水中形成的粒度大致在纳米级范围。
聚合羟基铁离子在水处理中的应用广泛，包括给水处理、工业废水处理、城市污水处理等领域。
它能够加快水的净化速度，提高水质，同时也具备较强的抗菌性和止血性，可用于预防和治疗因水中细菌感染引起的疾病，如痢疾、霍乱等。
离子交换膜的分类与作用
离子交换膜的分类与作用离子交换膜是一种用于分离、浓缩和纯化离子的膜材料，广泛应用于水处理、化学工业、生物技术等领域。
根据不同的分类标准，离子交换膜可以分为多种类型，下面将对其分类和作用进行介绍。
一、按膜材料分类1. 聚合物离子交换膜：由聚合物材料制成，如聚丙烯、聚苯乙烯等。
这种膜具有较好的耐酸碱性和机械强度，适用于广泛的离子交换应用，如水处理中的去除离子杂质、电解质浓缩等。
2. 硅橡胶离子交换膜：由硅橡胶材料制成，具有良好的耐温性能和电气性能。
主要应用于高温环境下的离子交换，如电力工业中的离子交换反应器、燃料电池等。
3. 无机离子交换膜：由无机材料制成，如陶瓷、玻璃等。
这种膜具有较好的化学稳定性和耐高温性能，适用于要求较高的离子交换环境，如电子工业中的离子选择性膜、有机合成中的离子分离等。
二、按交换机制分类1. 阳离子交换膜：具有交换阳离子的功能，能够去除水中的钠、钾、铵等阳离子。
主要应用于水处理中的软化、除碱、除硅等过程，以及电力工业中的离子交换器等。
2. 阴离子交换膜：具有交换阴离子的功能，能够去除水中的氯、硝酸根、硫酸根等阴离子。
主要应用于水处理中的去除阴离子、纯化过程，以及化学工业中的阴离子选择性膜等。
3. 混合离子交换膜：具有同时交换阳离子和阴离子的功能，能够去除水中的各种离子。
主要应用于水处理中的全面纯化过程，以及化学工业中的离子交换反应器等。
离子交换膜的作用主要体现在以下几个方面：1. 分离离子：离子交换膜能够选择性地吸附或排斥特定的离子，从而实现离子的分离和纯化。
2. 浓缩溶液：离子交换膜可以通过交换离子的方式，将溶液中的离子浓缩，从而提高离子浓度。
3. 废水处理：离子交换膜能够去除废水中的离子杂质，使废水得到净化和回收利用。
4. 电解质制备：离子交换膜在电解质制备过程中起到重要作用，能够实现离子的选择性传输和分离。
5. 能源开发：离子交换膜在燃料电池和电化学储能等领域有广泛应用，能够实现离子的传输和反应。
高分子化学第四章(离子聚合)
（2）Lewis酸
这类引发剂包括AlCl3、BF3、SnCl4、SnCl5、ZnCl2和TiCl4 等金属卤化物，以及 RAlCl2，R2AlCl 等有机金属化合物，其中 以铝、硼 、钛、锡的卤化物应用最广。
Lewis 酸引发阳离子聚合时，可在高收率下获得较高分子量 的聚合物，因此从工业上看，它们是阳离子聚合的主要引发剂。
（5）聚合方法
自由基聚合可以在水介质中进行，但水对离子聚合的引发剂和 链增长活性中心有失活作用，因此离子聚合一般采用溶液聚合， 偶有本体聚合，而不能进行乳液聚合和悬浮聚合。
4.2 阳 离 子 聚 合
4.2.1 阳离子聚合单体
阳离子聚合单体必须是有利形成阳离子的亲核性烯类单体，包 括以下三大类：
（1）带给电子取代基的烯烃如：
Lewis 酸引发时常需要在质子给体（又称质子源）或正碳离 子给体（又称正碳离子源）的存在下才能有效。
质子给体或正碳离子给体是引发剂，而 Lewis 酸是助引发剂 (或称活化剂)，二者一起称为引发体系。
质子给体 一类在 Lewis 酸存在下能析出质子的物质，如水、卤 化氢、醇、有机酸等；以 BF3 和 H2O引发体系为例：
阳离子聚合反应过程中的异构化反应
碳阳离子可进行重排形成更稳定的碳阳离子，在阳离子聚合 中也存在这种重排反应，如 β-蒎烯的阳离子聚合：
4.2.2.3 链转移和链终止 链转移反应 链转移反应是阳离子聚合中常见的副反应，有以下几种形式：
（1）向单体链转移： 增长链碳阳离子以 H+ 形式脱去 β-氢给单体，这是阳离子聚
(Ph)3C+ClO4- + OR
Ph Ph
Ph
CH2 CH ClO4OR
（4）卤素 卤素 I2 也可引发乙烯基醚、苯乙烯等的聚合，其引发反应被认
无机聚合物
无机聚合物无机聚合物是橡胶、塑料和合成材料领域中一种非常重要的材料，它们可用于制造实际应用中的多种产品，如低摩擦玻璃棒、聚烯烃材料、柔性电子器件以及高精度芯片。
由于其具有良好的热稳定性、耐化学品性能和优良的力学性能，无机聚合物已被广泛应用于各种行业。
无机聚合物是由无机元素组成的固体，通常按照其官能团的不同可分为离子聚合物、共价聚合物和桥聚合物，它们的结构可以分成纤维样的结构和紧密的块状结构。
离子聚合物是一种由离子组成的聚合物，其中常用的元素有氯、氟、钠、钾、铁等，它们的特性主要表现为热稳定性和耐腐蚀性，因此常用于防腐和耐热的产品中。
共价聚合物是由分子或离子吸附而形成的聚合物，其中常用的元素有碳、氧、氮、氯等，它们具有热稳定性、耐化学性和耐摩擦磨损性，因此常用于涂料、橡胶、塑料等行业中。
桥聚合物是由有机元素或无机元素通过桥团结缔而成的聚合物，其中常用的元素有键、氢、氯、氟等，表现出良好的力学性能和耐高温高压性，因此常用于制造实际应用中的多种产品中。
无机聚合物在实际应用中有着非常广泛的应用，它们可以用于润滑油、电子设备、胶粘剂、密封剂、油漆、建筑材料和医药制剂等，且可以根据应用需要调整其结构和性能以满足各种工况的要求。
无机聚合物的应用使得某些产品的性能大大提高，如航空发动机的效率提高、摩擦玻璃棒的摩擦系数降低、高绝热性能玻璃的加工等，广泛应用于工业生产、节能环保等领域。
随着科学技术的不断发展，无机聚合物的研究也将不断发展，它们将成为科学家们研究的重要课题，同时将为我们提供更加完善的材料，用于工业生产、节能环保和其他应用领域。
总而言之，无机聚合物是一种非常重要的材料，它们有着良好的热稳定性、耐化学性和力学性能，并且可以根据应用需要调整其结构和性能来满足应用要求，因此它们已被广泛应用于各种行业，且会给我们带来更加完善的材料。
不同聚合方法的工艺有哪些优缺点
不同聚合方法的工艺有哪些优缺点
在工程和化工领域中，聚合是一种常见的生产工艺，用于制备高分子化合物或复合材料。
不同的聚合方法具有各自的优缺点，根据具体的生产需求和条件选择适合的聚合方法至关重要。
1. 自由基聚合
自由基聚合是一种常见的聚合方法，其优点包括操作简单、反应速率快、产率高，适用于制备各种类型的聚合物。
然而，自由基聚合也存在一些缺点，如容易产生杂质、难以控制分子结构和分子量分布，以及对引发剂和温度敏感。
2. 阴离子聚合
阴离子聚合是一种在负离离子存在下进行的聚合方法，具有反应温和、产率高等优点。
它适用于制备丙烯酸酯、乙烯基聚合物等高性能聚合物，但缺点是生成的聚合物可能含有杂质，且对催化剂和温度要求较高。
3. 阳离子聚合
阳离子聚合是一种在阳离子存在下进行的聚合方法，适用于制备电荷密度较高的聚合物。
其优点包括反应速率快、产率高，但缺点是难以控制聚合物的结构和性质，且对催化剂和反应条件要求严格。
4. 无机聚合
无机聚合是一种利用无机物质或金属离子进行聚合的方法，适用于制备高温、耐腐蚀或特殊环境下使用的聚合物。
优点包括高耐热性、机械性能好，但缺点是制备条件苛刻、生产成本高。
5. 双缩聚合
双缩聚合是一种通过两种或多种单体进行聚合的方法，可制备出具有特殊结构和性能的聚合物。
优点在于可以调控聚合物的结构和性质，但缺点是合成步骤复杂、成本较高。
综上所述，不同聚合方法各有优缺点，生产厂家在选择适合的聚合方法时应充分考虑产品需求、生产条件和经济成本等因素，以实现最佳的生产效果。
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无机离子聚合
无机离子聚合是一种重要的化学过程，它在无机化学领域具有广泛的应用。
本文将介绍无机离子聚合的基本概念、机制和应用。
一、基本概念
无机离子聚合是指通过化学反应将无机离子聚集在一起形成聚合物的过程。
在这个过程中，无机离子通过离子键或配位键相互连接，形成具有一定结构和功能的聚合物。
二、机制
无机离子聚合的机制主要包括两个方面：聚合物的形成和聚合物的生长。
1. 聚合物的形成：在无机离子聚合反应中，通常需要引入一种聚合剂或模板剂来促进聚合物的形成。
聚合剂可以提供适当的条件和催化剂，使无机离子发生聚合反应。
模板剂则可以通过特定的空间排列方式来引导无机离子的聚合。
2. 聚合物的生长：在聚合物形成后，无机离子会不断地加入到聚合物中，使聚合物逐渐生长。
这个过程可以通过控制反应条件和聚合物的结构来实现。
三、应用
无机离子聚合在许多领域都有广泛的应用，以下是其中几个重要的
应用领域：
1. 材料科学：无机离子聚合可以用于制备各种功能材料，如陶瓷材料、纳米材料和多孔材料等。
这些材料具有特殊的物理、化学和电学性质，广泛应用于电子、光学和能源等领域。
2. 环境保护：无机离子聚合可以用于处理废水和废气中的有害物质。
通过将无机离子聚合成吸附剂或催化剂，可以有效地去除重金属离子、有机污染物和气体污染物等。
3. 生物医学：无机离子聚合在生物医学领域有着广泛的应用。
例如，可以利用无机离子聚合物制备生物传感器、药物载体和组织工程支架等，用于诊断、治疗和修复组织。
4. 分析化学：无机离子聚合可以用于分析化学中的分离、富集和检测等过程。
通过调控聚合物的结构和性质，可以实现对目标物质的选择性识别和灵敏检测。
无机离子聚合是一种重要的化学过程，具有广泛的应用前景。
通过深入研究无机离子聚合的机制和应用，可以为相关领域的科学研究和工程技术提供有力支持。