第七章 缩聚反应与逐步加聚反应1
加聚反应与缩聚反应的区别与联系课件
04
加聚反应与缩聚反应的实例分析
加聚反应实例
乙烯加聚反应
乙烯在一定条件下，发生加聚反应生 成聚乙烯，该反应为连锁聚合，通过 自由基引发剂引发，链增长、链终止 形成高分子聚合物。
氯乙烯加聚反应
氯乙烯在一定条件下，发生加聚反应 生成聚氯乙烯，该反应同样为连锁聚 合，通过自由基引发剂引发，链增长 、链终止形成高分子聚合物。
加聚反应
加聚反应通常在相对较低的温度下进 行，并且不需要催化剂。由于是加成 反应，因此不会产生小分子副产物。 产物的分子量是单体分子量的整数倍 。
缩聚反应
缩聚反应需要在相对较高的温度下进 行，并且需要催化剂的参与。由于是 缩合反应，因此会产生小分子副产物 ，如水、醇等。产物的分子量通常比 单体分子量略大。
加聚反应和缩聚反应的本质区别在于聚合过程中单体分子之间的化学键变化。在 加聚反应中，单体分子之间是通过加成反应形成化学键的；而在缩聚反应中，单 体分子之间是通过缩合反应形成化学键的。
尽管加聚反应和缩聚反应在聚合过程中有所不同，但它们都是通过聚合反应生成 高分子化合物的有机化学过程。
02
加聚反应与缩聚反应的区别
为实现可持续发展的目标，研究者正 致力于开发环境友好的加聚合成路线 ，减少对传统有机溶剂的依赖，降低 能耗和减少废弃物产生。
探索新型加聚反应
除了传统的自由基和离子型加聚反应 外，研究者正积极探索新型的加聚反 应类型，如过渡金属催化的加聚反应 、光引发的加聚反应等。
缩聚反应的研究前景
功能性高分子材料的合成
缩聚反应实例
酯缩聚反应
酯类化合物在一定条件下，发生 缩聚反应生成高分子聚合物，如 对苯二甲酸和乙二醇发生酯缩聚 反应生成聚酯纤维。
第七章缩聚反应与逐步加聚反应
陕西国防工业职业技术学院课时授课计划课程名称：高聚物生产技术任课教师：杨博授课顺序：第讲教研室主任签名年月日陕西国防工业职业技术学院教案专用稿纸第二节缩聚反应与逐步加聚反应的工业实施聚酯是制造聚酯纤维、涂料、薄膜及工程塑料的原料，是由饱和的二元酸和二元醇通过缩聚反应制得的一类线型高分子缩聚物。
这类缩聚物大分子中各个链接都是以酯基（-COO-）相连的，所以称为聚酯。
以聚酯为基础制得的纤维称为涤纶（的确良），是三大合成纤维之一，是最主要的纤维。
一、聚酯的生产聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的生产工艺（一）主要原料（二）聚酯的生产工艺1.聚酯的合成工艺路线2.聚对苯二甲酸乙二醇酯的生产工艺3.聚酯的纺丝:熔融纺丝（三）聚酯的结构、性能和用途二、聚酰胺-66，聚酰胺-1010的生产聚酰胺纤维是以聚酰胺为基础制得的纤维，商品名是锦纶、尼龙，简称PA。
它是三大合成纤维之一，也是制造薄膜及工程塑料的原料，是由饱和的二元酸与二元胺通过缩聚反应制得的一类线性高分子缩聚物。
常见的聚酰胺有PA-6、PA-11、PA-12、PA-66、PA-610、PA-612、PA-1010等，其中PA-6和PA-66的产量最大，约占聚酰胺产量的90%。
聚酰胺的共同特点：大分子中的各链节间都是以酰胺基相连。
（一）聚酰胺-66的生产聚酰胺-66是己二酸与己二胺的缩聚物是最早实现工业化生产的聚酰胺品种，也是产量最大的聚酰胺。
1.主要原料（1）己二酸（2）己二胺2.生产原理3.生产工艺4.聚酰胺的纺丝5.聚酰胺-66的结构、性能及用途聚酰胺的纺丝采用直接熔融纺丝和间接熔融纺丝。
熔融纺丝主要包括纺丝和纤维的后加工两个基本操作过程（二）聚酰胺-1010的生产聚酰胺-1010学名聚癸二酰癸二胺，俗称尼龙1010，简称PA-1010，是我国利用蓖麻油为主要原料的独特尼龙品种。
结构式：H-[-NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO-]n-OH1.主要原料（1）癸二酸（2）癸二胺2.生产原理方程式？3.生产工艺4.聚酰胺-1010的结构、性能与用途酚醛树脂是酚类化合物与醛类化合物在酸性或碱性条件下，经缩聚反应而制得的一类聚合物的统称。
加聚反应和缩聚反应的条件
加聚反应和缩聚反应的条件
加聚反应和缩聚反应是有机化学中常见的反应类型，其条件如下： 1.温度
加聚反应和缩聚反应一般需要较高的温度才能进行，常常在高温下进行反应，例如聚合物的制备常在200℃以上进行。
2.催化剂
许多加聚反应和缩聚反应需要催化剂的存在才能进行，催化剂的种类和用量对反应的结果有重要影响。
例如，聚酯的制备一般需要酸性催化剂的存在。
3.反应物浓度
加聚反应和缩聚反应需要足够高的反应物浓度才能进行，否则反应速率很慢甚至无法进行。
4.溶剂
加聚反应和缩聚反应需要使用合适的溶剂，以便反应物能够充分溶解并进行反应。
5.排除副反应
加聚反应和缩聚反应常常伴随着副反应的产生，如副聚、脱水、氧化等反应。
要想得到高产率的产物，必须注意排除这些副反应的干扰。
总之，加聚反应和缩聚反应需要合适的温度、催化剂、反应物浓度、溶剂等条件方能顺利进行。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行优化和调整，以得到最佳的反应结果。
加聚反应以及缩聚反
CH–CH
1.写出生成呋喃甲醛的
CH C–CHO
化学方程式。OFra bibliotek2.苯酚与呋喃甲醛缩聚
成酚糖树酯的化学方程式。
加聚反应以及缩聚反
练习五
电器、仪表和飞机等某些部件要用一种 简称DAP的塑料。它的结构如下，则合成 它的单体应该是什么？
CH2 –O – C – C– O – CH2 –– CH O O CH ––
加聚反应和缩聚反应复习课
加聚反应以及缩聚反
课题：加聚与缩聚反应
1.认知目标：知道何谓加聚与缩 聚反应，明白两种反应异同点， 判断高聚物的单体。 2.能力目标：培养学生的创新思 维能力。 3.情感目标：科学方法-类比法
加聚反应以及缩聚反
加聚反应基础知识
1.加聚反应的定义
不饱和单体间通过加成反应相互结合生成高分 子化合物的反应
1制备酚醛树酯的化学反应式2乙二酸与乙二醇反应形成高聚物coohhoocoh催化剂coochco3己二酸与己二胺聚合生成绵纶尼龙4对苯二甲酸与乙二醇聚合生成涤纶的确良比较项目比较项目加聚反应加聚反应缩聚反应缩聚反应反应物的特征反应物的特征反应物的种类反应物的种类产物的特征产物的特征产物的种类产物的种类含不饱和键含双官能团如
这三种单体的结构简式分别是:
、
、
.
加聚反应以及缩聚反
练习九
（96）Nomex纤维是一种新型阻燃性纤 维.它可由间苯二甲酸和间苯二胺在一定 条件下以等物质的量缩聚合成.请把 Nomex纤维结构简式写在下面的方框中
加聚反应以及缩聚反
练习十
（98）某种ABS工程树脂，由丙烯腈（ CH2=CHCN，符号A）、1，3-丁二烯（ CH2=CH-CH=CH2，符号B）和苯乙烯 （C6H5-CH=CH2，符号S）按一定配比共聚而 得。
缩聚反应与逐步加聚反应
第三章缩聚反应与逐步加聚反应第一节缩聚反应的特点与分类1.缩聚反应：由含有两个或两个以上官能团的单体或各种低聚物之间的缩合反应。
2.通式：[M]m＋[M]n[M]m+n3.主要产品：尼龙、涤纶、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯、环氧树脂、硅橡胶、聚硫橡胶、呋喃树脂、聚碳酸酯等。
4.用途：工程塑料、纤维、橡胶、粘合剂和涂料。
一、缩聚反应的特点1.缩聚反应的特点（1）逐步性：一系列缩合反应逐步完成（2）可逆性：可逆平衡反应（3）复杂性：除链增长反应外，还有链裂解、交换和其他副反应发生。
2.缩聚反应与加聚反应的比较见表3-1二、缩聚反应的分类1.按产物的大分子几何形状分类（1）线型缩聚概念：①参加反应的单体都带有两个官能团②反应中形成的大分子向两个方向发展③产物为线型结构举例：二元酸与二元醇生成聚酯（涤纶）-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1《高聚物生产技术》二元酸与二元胺生成聚酰胺（尼龙）反应通式：n aAa＋n bBb a [ AB ]n b＋(2n－1)abn aAb a [ A ]n b＋(n－1)ab特点：反应体系的黏度逐渐变稠，产物具有可溶解、可熔融、热塑性。
（2）体型缩聚概念：①参加反应的单体中至少有一种单体带有两个以上官能团②反应中大分子向三个方向发展③产物为体型结构举例：丙三醇与邻苯二酸酐苯酚与甲醛特点：反应体系中的黏度到一定的反应程度后，突然增加产生凝胶，产物失去可溶解、可熔融，属热固性。
2.按参加反应的单体种类分类（1）均缩聚只有一种单体参加的缩聚反应。
（2）混缩聚两种分别带有两个相同官能团的单体进行的缩聚反应。
（3）共缩聚在均缩聚体系加入第二种单体或在混缩聚体系加入第三种单体（或第四种单体）进行的缩聚反应。
怎样认识加聚反应和缩聚反应
怎样认识加聚反应和缩聚反应怎样认识加聚反应和缩聚反应加聚反应和缩聚反应是合成有机⾼分⼦的两种基本反应。
这两种反应虽然都由单体（⼩分⼦）产⽣⾼聚物（⼤分⼦）的反应，但它们还是有着本质的区别。
加聚反应是加成聚合反应的简称，是指以不饱和烃或含不饱和键的物质为单体，通过不饱和键的加成，聚合成⾼聚物的反应。
例如，⼄烯加聚成聚⼄烯，是在适当的温度、压强和催化剂存在的条件下，⼄烯分⼦中的双键会断裂其中的⼀个键，发⽣加成反应，使⼄烯分⼦⾥的碳原⼦结合成为很长的键。
CH2＝CH2＋CH2＝CH2＋CH2＝CH2＋……→—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2……这个反应可以⽤⽅程式表⽰为：反应的产物是聚⼄烯，它是⼀种相对分⼦质量很⼤的化合物，其分⼦组成可以表⽰为(C2H4)n。
加聚反应根据参加反应的单体种类，⼜分为均聚反应和共聚反应。
仅由⼀种单体发⽣的加聚反应叫做均聚反应，合成聚⼄烯的反应就是均聚反应。
由两种以上单体共同参加的聚合反应叫共聚反应。
例如，合成丁苯橡胶的反应即为共聚反应。
这个反应可⽤下式表⽰：加聚反应的特点是：（1）单体必须是含有双键等不饱和键的化合物。
例如，氯⼄烯、丙烯腈等含不饱和键的物质，在⼀定条件下，都可以发⽣加聚反应。
（2）加聚反应发⽣在不饱和键上。
（3）发⽣加聚反应的过程中，没有副产物产⽣，得⾼聚物的化学组成跟（4）加聚反应⽣成的⾼聚物相对分⼦质量为单体整数倍。
缩聚反应是缩合聚合反应的简称，是指单体之间相互作⽤⽣成⾼分⼦，同时还⽣成⼩分⼦（如⽔、氨、卤化氢等）的聚合反应。
例如合成酚醛树脂的反应就是缩聚反应。
合成酚醛树脂通常是以苯酚和甲醛为原料，在催化剂作⽤下，经缩聚反应⽽得到。
缩聚反应根据参加反应的单体种数⼜分为共缩聚和均缩聚，由不同种单体参加的缩聚反应称为共缩聚。
如酚醛树脂的合成反应就是共缩聚，它是由苯酚和甲醛两种物质为单体的。
由同种单体进⾏的缩聚反应称为均缩聚。
如氨基酸聚合成多肽的缩聚反应就属均缩聚。
缩聚反应
1
N N0
( P≤1)
(7－1)
N0 ：初始时某官能团总数 N ：t = t 时，未反应的官能团数
聚合度 X n ：进入每个大分子链的结构单元总数。
平均每个大分子中含有的结构单元数命名为 －－数均聚合度。
例1：某一聚酯化反应。
nHO－R－COOH → [ORCO]n + (n－1)H2O
设t=0时， 起始官能团数：－COOH：N0 t=t时，未反应官能团数：－COOH：N
官能团：单体分子中能参加反应并能表征出 反应类型的原子团。 如： －COOH，－OH，－NH2，－Cl， －NCO，－COOR ， －CHO ， －SO3H等
其中直接参加化学反应的部分－－活性中心。 中和反应中，－COOH活性中心 H
酯化反应中，－COOH活性中心 O
通过改变官能团种类、官能度及结构单元，
首先由两种单体分子相互反应生成二聚体：
aAa + bBb
a [ A B ] b + ab
然后，该二聚体同单体反应生成三聚体，
或二聚体间相互反应生成四聚体：
a[A B]b + aAa
a[A B A]a + ab
a[A B]b + bBb
a[A B]b + a[A B]b
b[B A B]b + ab
高分子化学
第七章 逐步聚合
7. 1 7. 2 7. 3 7. 4 7. 5 7. 6 7. 7 7.8 引 言 缩聚反应 线型缩聚机理 线型缩聚动力学 线型缩聚物的聚合度及分子量 体型缩聚 逐步聚合方法 典型的逐步反应聚合物
7.1 引 言
一. 聚合物的制备方法
1. 由低分子化合物(单体)合成 缩聚、加聚和开环反应 2. 由一种聚合物制备另一种聚合物 取代、交换和结构化反应
缩聚反应与加聚反应
缩聚反应与加聚反应缩聚反应与加聚反应是化学中两种非常重要的反应类型。
它们在生命科学、材料科学、环境科学等领域都有着广泛的应用。
本文将分别介绍这两种反应，并探讨它们的区别和联系。
一、缩聚反应缩聚反应也被称为减水缩合反应。
它指的是有机分子中两个或更多的单体结构单元，在消耗一个分子水的同时形成缩合产物。
在这个过程中，水的一个氢原子和一个羟基离子被去除，产生了一个氧原子，从而使缩合产物中的单体结构单元相互连接，形成更长的多聚物。
蛋白质就是一个典型的由缩聚反应产生的生物大分子。
它由20种不同的氨基酸单体结构单元缩合而成。
其他生物大分子，如核酸和多糖，也靠缩聚反应来形成。
此外，合成聚合物和某些特殊的高分子材料也常常借助于缩聚反应来实现。
二、加聚反应加聚反应是指两个或更多单体在没有消耗任何小分子消耗的情况下，通过共价键连接，形成高分子。
这个过程与缩聚反应的不同之处在于，加聚反应中没有小分子产生，所以它也被称为“烷基分子反应”。
举个例子，一旦苯乙烯单体结构单元暴露在空气中的氧气下，生成自由基会导致苯乙烯单体之间发生加聚反应，形成聚苯乙烯。
这种反应还可以利用其他的单体结构单元来制造出一系列功能性高分子材料，如聚乙烯醇和丙烯酸乙酯等。
三、缩聚反应和加聚反应的区别和联系缩聚反应和加聚反应都是重要的化学反应类型。
它们有以下不同之处：1. 缩聚反应需要消耗一个分子小分子（通常是水分子），而加聚反应不需要。
2. 缩聚反应的产物通常是有机分子的一些小分子组成的多聚物，而加聚反应的产物是由单一单体构成的高分子。
3. 缩聚反应通常涉及到醇、酸、胺等含有活性氢的有机分子，而加聚反应涉及到各种不同的单体结构单元。
缩聚反应和加聚反应有以下共同点：1. 两种反应类型都能产生高分子材料。
2. 两种反应都需要催化剂来促进反应。
综上所述，缩聚反应和加聚反应都是化学中非常重要的反应类型。
它们在生命科学、环境科学和材料科学等领域有着广泛的应用。
了解它们的区别和联系对我们理解多种高分子化合物的制备和应用有重要的意义。
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课程名称：高聚物生产技术任课教师：杨博授课顺序：第讲
教研室主任签名年月日
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第七章缩聚反应与逐步加聚反应
逐步聚合反应具体反应种类很多，概括起来主要有两大类：逐步缩合聚合（Polycondensation) （简称缩聚反应）和逐步加成聚合(Polyaddition)
第一节缩聚反应与逐步加聚反应的原理
缩聚反应是把具有两个或两个以上官能团的低分子混合，通过多次缩合生成高聚物，并伴随有小分子物生成的反应称为缩聚反应。
一、缩聚反应的特点与分类
（一）缩聚反应的特点
1.缩聚反应的特点
（1）逐步性；（2）可逆性；（3）复杂性。
对所有缩聚反应来说，逐步特性是共有的，而可逆平衡的程度可以有很大的差别。
2.缩聚反应与加聚反应的比较
（二）缩聚反应的分类
1.按照缩聚反应按产物大分子的几何形状分类：
（1）线型缩聚（1inear po1ycondensation）参加反应的单体都带有两个官能团，反应中形成的大分子向两个方向发展，得到的产物为线型机构。
如二元酸与二元醇生成聚酯的反应，二元酸与二元胺生成聚酰胺的反应。
（2）体型缩聚（three dimentiona1 po1ycondensation）
参加反应的单体中至少有一种单体带有两个以上官能团，反应中大分子向三个方向发展，产物为体型结构。
2.按参加反应的单体种类
（1）均缩聚：
只有一种单体进行的缩聚反应，2-体系。
如：ω-氨基己酸的缩合反应。
（2）混缩聚：
两种分别带有相同官能团的单体进行的缩聚反应，即2-2体系。
如二元酸与二元醇的反应。
（3）共缩聚
在均缩聚中加入第二种单体进行的缩聚反应
在混缩聚中加入第三或第四种单体进行的缩聚反应
3.按反应中生成的键合基团分类
4.按反应热力学的特征分类
（1）平衡缩聚
（2）不平衡缩聚
二、缩聚反应的单体
官能团是指单体分子中能参加反应并能表征反应类型的原子团。
注：参加缩聚反应的单体都带有两个或两个以上的官能团。
缩聚反应是通过官能团相互作用而形成聚合物的过程，单体常带有各种官能团：－COOH 、－OH 、－COOR 、－COCl 、－NH2等。
（一）单体的类型及特点
1.按官能团相互作用分类（线形缩聚中双官能团单体类型）
a. 两官能团相同并可相互反应；
b. 两官能团相同, 但相互不能反应，聚合只能在不同单体间进行；
c. 两官能团不同并可相互反应：如羟基酸聚合生成聚酯；
d. 两官能团不同，但相互不能反应，只能与其他单体共聚：如氨基醇
2.按单体所带官能团数目分类
（二）单体的官能度与平均官能度
1、单体的官能度（functionality ）
单体的官能度是指一个单体分子中参加反应的官能团的数目，用 表示。
在形成大分子的反应中，不参加反应的官能团不计算在官能度内。
2、单体的平均官能度（mean functiona1ity ）
单体的平均官能度是指每种单体分子平均带有官能团数，用
表示。
对于不同的官能度体系，其产物结构不同：
1－n 官能度体系
一种单体的官能度为 1，另一种单体的官能度大于1 ，即 1－1、1－2、1－3..体系 只能得到低分子化合物，属缩合反应。
缩聚反应是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程。
2－2官能度体系 f f
每个单体都有两个相同的官能团，可得到线形聚合物。
2官能度体系
同一单体带有两个不同且能相互反应的官能团，得到线形聚合物。
2－3、2－4官能度体系
如：苯酐和甘油反应、苯酐和季戊四醇反应，可得到体形聚合物。
双官能度体系的成环反应：
2－2或 2官能度体系是线形缩聚的必要条件，但不是充分条件。
在生成线形缩聚物的同时，常伴随有成环反应。
成环是副反应，与环的大小密切相关。
平均官能度与产物的关系：
三、线形缩聚反应
（一）线型缩聚反应的原理
线型大分子的生长过程:以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例：
（二）缩聚反应的平衡
1.官能团等活性概念
在缩聚反应中，官能团的活性基本不变，即官能团的反应活性与链长无关。
Flory （弗洛里）提出了官能团等活性理论：
不同链长的端基官能团，具有相同反应能力和参加反应的机会，即官能团的活性与分子的大小无关。
Flory 指出：官能团等活性理论是近似的，不是绝对的。
这一理论大大简化了研究处理，可用同一平衡常数表示整个缩聚过程，即可以用两种官能团之间的反应来表征： 官能团等活性理论
2.反应程度与平均聚合度的关系
在缩聚反应中，常用反应程度来描述反应的深度。
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。
对于等物质量的二元酸和二元醇的缩聚反应：
设:起始官能团数为N 0，反应程度为P 时的残留的官能团数为N ；
N N N N X N N N P n 。
生成的大分子数单体的分子数起始官能团数已参加反应的官能团数===-==2
2
反应程度与转化率根本不同
转化率：参加反应的单体量占起始单体量的分数。
是指已经参加反应的单体的数目。
反应程度则是指已经反应的官能团的数目。
例如：一种缩聚反应，单体间双双反应很快全部变成二聚体，就单体转化率而言，转化率达100％；而官能团的反应程度仅50％。
反应程度与平均聚合度的关系
平均聚合度是指高分子中含有的结构单元的数目，用Xn表示。
由平均聚合度可计算出高分子的分子量。
（三）影响平衡的因素。