高分子化学反应试剂
高分子试剂及固相合成

[-CH-CH2]nC6H4 COOOH 它是以聚合好的聚苯乙烯与乙酰氯进行芳 香亲电取代反应生成的聚乙酰苯乙烯聚合 物,在酸性条件下经与高锰酸钾或铬酸反 应,乙酰基上的羰基被氧化,得到苯环上 带有羧基的聚苯乙烯氧化中间体,再在甲 基磺酸的参与下与双氧水反应,生成过氧 键,得到聚苯乙烯型高分子氧化试剂。
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某些反应活性中心结构有一定间隔地连接在高
分子骨架上,使得基团之间难于接触,可以提 供在均相反应条件下难以达到的反应环境,提 供接近常规有机反应中所谓“无限稀释”的反 应条件,避免了自反应等等副反应发生。
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4 提供邻位效应
将反应活性中心置于高分子骨架上特定的官能
团附近,可以利用其产生的邻位协同效应加快 反应速度,提高产物收率和反应的选择性。
2稳定性和安全性好
高分子骨架的引入使得试剂的稳定性和安全性
大大增加。例如小分子的过氧酸经高分子化后 稳定性大大增加,分子量增大后其挥发性减小, 这使得易燃易爆试剂的安全性大大增加,挥发 性减小还有助于消除试剂的气味,改善工作环 境。
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由于高分子试剂中,活性功能基团稀疏地 连接在高分子骨架上,功能基团有一定的 间隔,一些刚性链段中键的旋转受到阻碍, 增大了功能基团间直接的接触,下一步反 应进行时,避免了功能基团自身的反应, 使得高分子试剂的稳定性和安全性大大提 高。而在低分子溶液的反应中会同时伴随 发生这些自身反应。
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高分子试剂的发展过程
高分子试剂的最初发展是为了使某些均相 反应转化为多相反应,从而简化分离过程, 提高试剂的稳定性。 随着多相反应以及高分子化学的进一步深 入,高分子试剂中高分子骨架的参与和邻 近基团效应使得高分子试剂显示出许多小 分子试剂所不具备的功能,如无限稀释效 应、立体选择效应、邻近协同效应等等。
PVA的制备——高化实验报告

聚乙烯醇的制备——PVAc的合成和醇解2011011743 分1 黄浩一、实验目的1.通过乙酸乙烯酯的溶液聚合,了解溶液聚合原理及过程。
2.掌握用于制备维尼纶的聚乙酸乙烯酯工艺条件的特点。
3.了解高分子化学反应的基本原理及特点。
4.了解聚醋酸乙烯酯醇解反应的原理、特点及影响醇解反应的因素。
二、实验原理(一)PVAc合成:1.聚合机理:自由基聚合。
醋酸乙烯酯是低活性单体、高活性自由基,容易发生链转移,一般转移至醋酸基的端甲基处,如向大分子转移则形成交联产物、向单体和溶剂转移则降低分子量。
为了控制链转移以控制分子量,需要对温度进行控制,温度升高则链转移反应增加,降低分子量,温度降低则反应速率降低,因此要选择适当的反应温度。
因为链转移的存在,聚乙酸乙烯酯(PVAc)为非结晶性聚合物,玻璃化温度较低,性脆,并且呈现出冷流,不能用作塑料制品。
2.实施方法:溶液聚合。
溶液聚合体系由单体、引发剂和溶剂组成,具有反应均匀、聚合热易散发、容易控温、分子量分布均匀等优点。
但同时,溶液聚合也存在着一些缺点,如自由基向溶剂进行链转移,导致分子量降低;单体浓度相对本体聚合降低,使得聚合速率降低;增加了溶剂分离的步骤,增加了工业生产的成本,等等。
因此,溶液聚合通常用于聚合物溶液直接使用的场合,如涂料、粘合剂、合成纤维纺丝液等。
3.聚合条件:本实验使用AIBN为引发剂,甲醇为溶剂,控制聚合温度为70℃,最后通过水浸+水洗的方法,将聚合物与溶剂和单体分离。
AIBN是热引发的引发剂,根据半衰期选择聚合温度在70℃附近;为使聚合终点得以判断,选择低沸点溶剂甲醇,以其气化的气泡来监测体系粘度。
反应方程式如下:O O**OOnn(二)PVAc醇解:本实验为高分子反应,酯的醇解,即酯交换反应,在碱催化下进行。
高分子反应由于链团的屏蔽和分子扩散的阻碍,以及邻基效应、几率效应和溶解度效应等,反应程度普遍不高,与小分子反应存在较大差别。
由于“乙烯醇”易异构化为乙醛,不能通过理论单体“乙烯醇”的聚合来制备聚乙烯醇,只能通过聚乙酸乙烯酯的醇解或水解反应来制备,而醇解法制成的PVA 精制容易,纯度较高,主产物的性能较好,因此工业上通常采用醇解法。
高分子化学实验

实验一溶液缩聚——三聚氰胺/甲醛树脂的合成三聚氰胺(M)—甲醛树脂(F)俗名密胺树脂(melamine resin),是由三聚氰胺和甲醛缩合而得的热固性树脂,是含有脲结构的氨基树脂的一个重要品种。
密胺树脂主要用于涂料和粘合剂。
如目前生产胶合板、强化木地板以及层压塑料板等,多采用密胺树脂做粘合剂,而过去则多采用脲醛树脂。
该树脂比脲醛树脂具有更低的吸水性,在潮湿条件下仍然具有良好的机械强度和电气绝缘性能,而且其耐热性能也十分良好,所以也常常用于质量要求较高的电器和日用品的制造。
除此之外,用密胺树脂制作的日用餐具安全无毒,外观与瓷器几乎完全一样,几乎可以假乱真。
一、实验目的1.掌握进行体型缩聚反应预聚阶段的一般原理、基本配方和操作过程;2.掌握三聚氰胺-甲醛树脂的合成方法;3.了解溶液聚合和缩合聚合的特点。
二、实验原理三聚氰胺是由尿素和氨合成,它与甲醛的缩合反应产物属于无规预聚物,其组成和结构取决于单体配比、反应的pH值和反应温度等因素。
在微碱性条件下,三聚氰胺与甲醛亲核加成,先形成羟基衍生物,原则上每一氨基可形成两个羟甲基,1分子就可能有6个羟甲基,但实际上也有不少单羟甲基衍生物存在。
层压用树脂的M/F摩尔投料比为1:2-3。
缩合反应是在碱性介质中进行,先生成可溶性预缩合物:这些缩合物是以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主,在PH值为8-9时,特别稳定。
一旦pH值偏低,反应将立即进入N-羟甲基和NH-基团的脱水阶段,从而大大降低其溶解性能,最后转变为不溶不熔的体型交联产物。
如:三.仪器和试剂主要器材:配有电动搅拌器、水冷回流冷凝管、自动控温电加热水浴和100℃温度计的250ml 玻璃三口瓶——即所谓“标准高分子合成装置”1套,比色管、滤纸、pH试纸、移液管、烧杯、镊子等。
主要试剂:试剂名称:三聚氰胺甲醛水溶液(37%) 六次甲基四胺三乙醇胺试剂规格:C.P C.P C.P C.P用量(g):63 101.4 0.25 0.3四、实验步骤1.合成树脂安装仪器(搅拌器、回流冷凝管、温度计、250m1三口烧瓶),检查电动搅拌器运作是否正常,循环水回流冷凝是否正常。
高分子的化学反应

高分子化学反应所谓高分子就是相对高分子量的分子,其结构主要由相对低分子量的分子按实际或概念上衍生的单位多重重复组成。
高分子的化学反应是指聚合物分子链上或分子链间官能团相互转化的化学反应过程。
高分子的化学反应种类很多,范围甚广,目前高分子化学反应尚难完全按机理分类,不妨暂按结构和聚合度变化先进行归类,即先大致归纳成基团反应、接枝、嵌段、扩连、交联、降解等几大类。
低分子有机化合物有许多反应,如氢话化、卤化、硝化、磺化、醚化、酯化、水解、醇解、加成等,高分子也可以有类似的基团反应。
例如乙烯基聚合物往往带有侧基,如烷基、苯基、卤素、羧基、酯基等,二烯烃聚合物主链上有双键,这些基团都可进行相应反应。
可以概括成加成、取代、消去、成环等多种类型[1]。
高分子官能团可以起各种化学反应,由于高分子存在链结构、聚集态结构,官能团反应具有特殊性。
高分子链上的官能团很难全部起反应;一个高分子链上就含有未反应和反应后的多种不同基团,类似共聚产物。
例如聚丙烯腈水解::高分子化学反应与低分子化学反应的一个主要区别在于高分子的降解与老化。
降解是使分子量变小的反应。
影响降解的因素很多,如热、机械力和超声波、光和辐射等物理因素,氧、水、化学品、微生物等化学因素。
高分子在热的作用下发生降解是一种常见现象,成为热降解。
高分子热降解主要有解聚、无规断链、基团脱除三种类型。
热裂解一般是自由基反应,先在链端发生断裂,生成活性较低的自由基,然后按连锁机理迅速脱除单体,这就是解聚反应。
高分子发生解聚的难易与其结构有关。
主链带有季碳原子的高分子易发生解聚。
原因是无叔氢原子,难以转移。
如PMMA 、聚a -甲基苯乙烯、聚异丁烯:链端带有半缩醛结构的聚合物易解聚。
如聚甲醛。
聚合物受热时,主链的任何处都可以断裂,分子量迅速下降,单体收率很少,这种反应称为无规断链。
如聚乙烯,断链后形成的自由基活性很高,周围又有许多仲氢原子,易发生链转移反应,几乎无单体产生。
高分子化学反应试剂

高分子化学反应试剂
高分子化学反应试剂是指在高分子化学反应过程中所需的化学试剂。
高分子化学反应是指由单体分子通过化学反应加成、缩合、聚合、交联等方式形成的高分子化合物的反应过程。
高分子化学反应试剂包括引发剂、链转移剂、交联剂、反应助剂等。
引发剂是高分子化学反应中广泛使用的一种试剂。
引发剂能够引发单体分子的自由基聚合反应,从而加速反应的进行。
常用的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基、过氧化氢、亚硝基化合物等。
链转移剂是在高分子聚合反应中用于控制聚合反应的试剂。
链转移剂能够改变聚合链的长度和分子量分布,从而影响高分子物质的性质和用途。
常用的链转移剂有硫酸盐、甲基丙烯酸甲酯、二甲基二硫代醚等。
交联剂是在高分子化学反应中用于形成高分子物质三维网络结构的试剂。
交联剂能够使高分子物质的力学性能、耐热性、抗化学腐蚀性等性能得到提高。
常用的交联剂有环氧化合物、丙烯酸酯等。
反应助剂是在高分子化学反应中用于改善反应条件、控制反应速率、调节分子量分布等的试剂。
反应助剂能够使高分子化合物的性能得到优化和改善。
常用的反应助剂有溶剂、表面活性剂、稳定剂等。
除了以上常见的高分子化学反应试剂外,还有许多其他的试剂,如
光引发剂、离子型引发剂、氧化剂等。
这些试剂都在高分子化学反应中起着重要的作用,能够使高分子物质的性质和用途得到优化和改善。
高分子化学反应试剂是高分子化学反应过程中不可或缺的一部分。
选择合适的试剂能够使高分子化合物的性能得到优化和改善,同时也能够控制反应的速率和分子量分布,从而实现高分子化合物的定制化生产。
高分子化学反应试剂

高分子化学反应试剂高分子化学反应试剂是一类在高分子化学反应中起到催化、促进或调控反应的化合物或物质。
它们能够引发或参与高分子化学反应,从而实现高分子材料的合成、改性和加工等过程。
本文将介绍几种常见的高分子化学反应试剂及其应用。
一、引发剂引发剂是高分子化学反应中常用的试剂之一,它能够引发高分子化学反应的起始步骤,从而开始反应链的生长。
常见的引发剂有自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂。
1. 自由基引发剂自由基引发剂是一类能够产生自由基的化合物,常用于自由基聚合反应、自由基交联反应等高分子化学反应中。
例如,过氧化苯甲酰(BPO)是一种常用的自由基引发剂,可用于聚合物的合成和交联反应。
2. 阳离子引发剂阳离子引发剂是一类能够产生阳离子的化合物,常用于阳离子聚合反应、环氧树脂的固化等高分子化学反应中。
例如,二十二烷基苯磺酸铵(DBSA)是一种常用的阳离子引发剂,可用于聚合物的合成和固化反应。
3. 阴离子引发剂阴离子引发剂是一类能够产生阴离子的化合物,常用于阴离子聚合反应、缩聚反应等高分子化学反应中。
例如,碳酸钾是一种常用的阴离子引发剂,可用于聚合物的合成和缩聚反应。
二、促进剂促进剂是高分子化学反应中常用的试剂之一,它能够促进高分子化学反应的进行,并提高反应速率和效果。
常见的促进剂有活性剂、溶剂和催化剂等。
1. 活性剂活性剂是一类能够活化高分子化学反应的化合物,常用于聚合反应中。
例如,活性溴化物是一种常用的活性剂,可用于聚合物的合成反应。
2. 溶剂溶剂是一类能够溶解高分子化学反应物质的化合物,常用于高分子化学反应的反应介质中。
例如,二甲基亚砜是一种常用的溶剂,可用于聚合物的合成反应。
3. 催化剂催化剂是一类能够加速高分子化学反应的进行的物质,常用于高分子化学反应中。
例如,过渡金属配合物是一类常用的催化剂,可用于聚合物的合成反应。
三、调控剂调控剂是一类能够调控高分子化学反应过程的试剂,常用于调控高分子材料的分子结构、分子量和分子量分布等性质。
对于高分子与化学试剂反应均相与非均相影响简述

对于高分子与化学试剂反应均相与非均相影响简述一相容性:所谓高聚物相容性就是聚合物的的混合物乘均相状态。
大部分聚合物是不相容的。
结构相似的聚合物,如聚苯乙烯与聚叔丁基苯乙烯也是互不相容的。
单体组成只差5%的共聚物,也会产生不均匀的混合物。
聚合物的不相容性是化学反应受到重要的影响。
往往由于聚合物原料与他的产品结构不同,甚至在反应程度不高的情况下,也会发生链段卷曲,致使反应不能进行。
在这种情况下,可以使用混合溶剂,以达到既能溶解或溶胀已反应的聚合物。
参考文献:《中国大百科全书化学1》,P310-P313.何炳林,李乃宏二离子液体条件下N-酰化壳聚糖的均相合成新工艺研究作者结论:在相同的条件下,盐酸类氨基酸制得的N-乙酰化壳聚糖的取代度高于氯乙酸类的,原因是盐酸类离子液体提供了Cl+,根据离子液体溶解天然高分子的机理【95】,离子液体的离子对发生解离,形成阴离子Cl-。
,阴离子Cl+与壳聚糖大分子链中的H原子形成氢键,还可以与羟基进一步形成氢键,使壳聚糖分子间或分子内的氢键作用减弱,溶解壳聚糖效果更好,从而利于反应进行。
用【Gly】Cl-离子液体水溶液作溶剂合成的N-乙酰化壳聚糖的取代度高于其他三种离子液体制得的N-乙酰化壳聚糖的取代度。
天然高分子物质的溶解机理是溶剂小分子渗入到高分子内部,使高分子溶胀,然后高分子才均匀的分散在溶剂中达到溶解。
这三种氨基酸中,甘氨酸分子是最小的,而游离的阳离子—+NH3一CH2—COOH更容易进入到壳聚糖分子内部,达到迅速的溶解。
随着壳聚糖的溶解,溶液粘度迅速增大,使较大分子的氨基酸分子难进入到壳聚糖分子中,后续反应也受到影响,导致N-乙酰化壳聚糖的取代度较低。
离子液体阴阳离子与壳聚糖大分子的相互作用,便于壳聚糖分子表面的充分打开、铺展,使反应接触面积增大,反应效果更好,尤其在【Gly】Cl-离子液体水溶液条件下,N-乙酰化壳聚糖的取代度接近90%。
参考文献:纪欢欢离子液体条件下N-酰化壳聚糖的均相合成新工艺研究[学位论文]—青岛科技大学:工业催化2009三改进非均相高碘酸氧化纤维素反应作者结论:非均相高碘酸戴化纤维素的反应速率同样也受到HIO4扩散速率的影响,且由于氧化产物二醛纤维素的醛基与纤维素分子链上羟基缩合,使可供反应试刹渗透扩散的微孔数弱减少,HIO4更难是未反应纤维索分子链中再次渗透、扩散,导致了该反应速率低,反应时间长,氧化剂消耗量大。
《高分子化学》教案第9章高分子化学反应

第九章高分子的化学反应本章要点:1)高分子化学反应的基本特点:高分子能发生相应小分子化合物所能进行的化学反应;但是,由于高分子的结构特征,高分子的化学反应有产物结构的不均一性、反应场所的不均一性和存在高分子结构效应等特点。
2)高分子化学反应的类型:根据反应前后聚合度的变化情况,高分子的化学反应包括基团转换反应、聚合度变大的反应(接枝、嵌段和交联)和聚合度变小的反应(降解)。
3)基团转换反应:高分子的侧基和末端基可转变成其它类型,最典型的包括淀粉和纤维素衍生物的生成、聚乙酸乙烯酯的水解和进一步的缩醛化、聚苯乙烯的苯环反应。
4)接枝聚合:有三种方法制备接枝共聚物,从主链高分子形成接枝链(graft-from)、主链高分子和接枝链的键连(graft-onto)以及大分子单体法。
5)嵌段共聚:嵌段共聚物的制备也有对应的三种方法,单体的顺序活性聚合法、嵌段交换法和嵌段键连法。
6)交联反应:根据预聚体的结构,可采取不同形式的交联。
7)降解反应:导致高分子降解的因素包括热、光、氧化、酸碱和微生物(酶)。
高分子的结构不同,其降解能力和情况存在差异;不同因素对高分子降解过程的作用,既相互促进,又相互制约。
8)高分子的老化:高分子在使用过程中性能变差的现象称为老化,它是由多种环境因素共同作用导致的,高分子结构的变化也复杂;根据老化的机制,可以采取相应的措施,抑制高分子的老化。
本章难点:1)高分子的结构效应:2)接枝和嵌段共聚物的制备:3)高分子的降解机制:9.1 高分子的化学反应9.1.1. 高分子化学反应的分类高分子能发生相应小分子所能进行的反应,根据反应前后聚合度的变化情况,高分子的化学反应包括基团转换反应、聚合度变大的反应(接枝、嵌段和交联)和聚合度变小的反应(降解)。
9.1.2. 高分子化学反应的特点1. 产物结构的不均一性对于不同的分子链而言,它们的官能团转换程度以及其它反应的程度会有所不同。
例如,聚乙酸乙烯酯的醇解反应,当酯基转变成羟基的总转化率为80 %时,该值只是一个的平均值;除不同分子链的反应程度不同外,某个分子链中乙酸乙烯酯结构单元和乙烯醇结构单元也有一定的几率分布。
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高分子化学反应试剂
高分子化学反应试剂是一类重要的化学试剂,广泛应用在合成、改性、加工等领域。
常见的高分子化学反应试剂有聚合引发剂、交联剂、接枝剂、稳定剂、表面活性剂等。
聚合引发剂是促进聚合反应的催化剂,常用的有自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂等。
自由基聚合引发剂的常用种类有过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化物、过氧化氢等。
阴离子聚合引发剂的常用种类有氯代胍、硫代硫酸钾等。
阳离子聚合引发剂的常用种类有硫酸亚铁、过硫酸铵等。
交联剂是使高分子链之间形成交联点,从而提高高分子材料的硬度和强度。
常用的交联剂有烷基苯丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯二醇二甲基丙烯酸酯等。
接枝剂是将一种高分子材料接枝在另一种高分子材料上,从而实现高分子间的相容和融合。
常用的接枝剂有一氧化碳、乙烯基三氯硅烷、光气等。
稳定剂是防止高分子材料在合成、贮存、使用时的分解、变质和老化的化学添加剂。
常用的稳定剂有碳酸二叔丁酯、硬脂酸铅、光稳定剂等。
表面活性剂是一种能在水中形成胶束,使构成表面的空气-水、水-油、油-油界面变稳定的高分子化学试剂。
常用的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。
总之,高分子化学反应试剂在现代化工生产中具有不可替代的作用。
在使用过程中必须严格按照指导手册进行操作。
未经专业人员授权使用试剂仅会带来安全隐患,甚至对人体造成严重伤害,因此大众不得擅自使用高分子化学反应试剂。