第4逐步聚合反应-文档资料
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第七章逐步聚合反应
低分子副产物
6
第七章 逐步聚合反应
（2）逐步加成聚合 重键加成聚合：含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电 不饱和功能基的亲电化合物间的聚合。如聚氨酯的制备。
nO C N R N C [ C O O + n HO N H R N R' C OH O R' O ] n
H O
含活泼氢的功能基：-NH2, -NH, -OH, -SH, -SO2H, -COOH, -SiH等 亲电不饱和功能基：主要为连二双键和三键，如：-C=C=O， -N=C=O，-N=C=S，-C≡C-，-C≡N等
7—1
对二元酸与二元醇的缩聚反应来说，初始的羧基数和羟 基数N0等于二元酸和二元醇的分子总数，t 时刻的羧基数或 羟基数N等于 t 时刻的聚酯分子数。
44
第七章 逐步聚合反应
聚合体系中任何两分子（单体或聚合物分子） 间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。
22
第七章 逐步聚合反应
2—2官能度体系聚合得到线型聚合物； 2—f（f＞2）官能度体系聚合得到支链型 或体型聚合物。
23
第七章 逐步聚合反应
缩聚反应的单体转化率、产物聚合度与反应时间关系 示意图： 产 物 聚 合 度 反应时间
单 体 转 化 率
25
比较自由基聚合、逐步聚合、阴离子聚合的 （1）转化率与时间关系 （2）聚合物相对分子量与时间关系
26
27
28
29
30
31
32
33
34
表2-25
H st S st
㈠
69.90kJ m ol1 K 1 104.60J m ol1 K 1 73.0kJ m ol1 K 1 89.0 J m ol1 K 1
6
第七章 逐步聚合反应
（2）逐步加成聚合 重键加成聚合：含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电 不饱和功能基的亲电化合物间的聚合。如聚氨酯的制备。
nO C N R N C [ C O O + n HO N H R N R' C OH O R' O ] n
H O
含活泼氢的功能基：-NH2, -NH, -OH, -SH, -SO2H, -COOH, -SiH等 亲电不饱和功能基：主要为连二双键和三键，如：-C=C=O， -N=C=O，-N=C=S，-C≡C-，-C≡N等
7—1
对二元酸与二元醇的缩聚反应来说，初始的羧基数和羟 基数N0等于二元酸和二元醇的分子总数，t 时刻的羧基数或 羟基数N等于 t 时刻的聚酯分子数。
44
第七章 逐步聚合反应
聚合体系中任何两分子（单体或聚合物分子） 间都能相互反应生成聚合度更高的聚合物分子。
22
第七章 逐步聚合反应
2—2官能度体系聚合得到线型聚合物； 2—f（f＞2）官能度体系聚合得到支链型 或体型聚合物。
23
第七章 逐步聚合反应
缩聚反应的单体转化率、产物聚合度与反应时间关系 示意图： 产 物 聚 合 度 反应时间
单 体 转 化 率
25
比较自由基聚合、逐步聚合、阴离子聚合的 （1）转化率与时间关系 （2）聚合物相对分子量与时间关系
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28
29
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31
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表2-25
H st S st
㈠
69.90kJ m ol1 K 1 104.60J m ol1 K 1 73.0kJ m ol1 K 1 89.0 J m ol1 K 1
逐步聚合反应
逐步聚合反应
逐步聚合反应这是P.J.Flory于20世纪50年代开始倡导对聚合反应进行的分类方法。
逐步聚合反应的重要特点是单体转变成聚合物的化学反应是逐步进行的。
一个并非准确却很形象的例子是若干工人串制珍珠项链的过程。
珍珠是一粒接一粒地被串接成的项链，犹如单体一个接一个地彼此连接形成二聚体、三聚体、虽然工人们串制项链的速度可能不同，犹如众多单体缩合生成的众多分子链的增长速率也存在差异，但是可以想象得到的是：聚合物分子链犹如项链一样是逐步变长的，其相对分子质量一定是逐渐增加的。
实践证明，在逐步聚合反应初期，众多单体之间首先是两两聚合形成二聚体，接着单体与二聚体进一步缩合生成三聚体，进而生成四聚体，与此同时，这些低聚物分子之间的彼此缩合也就使得分子链慢慢变长，相对分子质量逐渐增加。
逐步聚合反应
O H + C O O Hk 1
k1
逐步聚合反应
O C O
K k1 [OC]O [H2O] k-1 [OH ][COO] H
根据平衡常数K的大小，可将线型缩聚大致分为三类：
K值小， 如聚酯化反应，K 4，
副产物水对分子量影响很大
K值中等，如聚酰胺化反应，K 300～500
水对分子量有所影响 K值很大，在几千以上，如聚碳酸酯、聚砜
可看成不可逆缩聚
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
逐步聚合反应
3. 反应程度
反应程度：
是参加反应的官能团数占起始官能团数的分数，P
对于等物质量的二元酸和二元醇的缩聚反应，设：
体系中起始二元酸和二元醇的分子总数为N0 （起 始羧基数或羟基数）
t 时反应掉的羧基或羟基数分子数为N
HO 2 C )4C OO (C O 2CH C 2H OnH H + 2O( 缩聚反应是缩合反应多次重复结果形成聚合物的过程
逐步聚合反应
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，如
n H O R C O O HH O R C O n O H + ( n - 1 ) H 2 O
反应程度与平均聚合度的关系
聚合度是指高分子中含有的结构单元的数目
Xn
=
结 构 单 元＝ 数N0目 大分子数 N
逐步聚合反应
代入反应程度关系式
P=N0－N=1－N
N0
N0
P = 1－ 1 Xn
1 Xn = 1－P
300 250 200
X 150
n
100 50 0 0 .0 0 .2 0 .4 .6 0 .8 1 .0
高分子化学逐步聚合反应
• 单官能团：封端剂 • 主要研究对象：无规和嵌段共聚物 • 重要产品：ECDP
线型缩聚反应的机理
必要条件：参与反应的单体是2-2或2官能度体系，聚合产物分子链只会向两个方向增 长，生成线形高分子。 充分条件：成环倾向 。成环单分子反应，较低浓度；缩聚双分子反应，较高浓度。
关于反应程度
反应程度： P = （N0-N）/ N0 =1- N/ N0 数均聚合度：
其他
（1）溶液聚合：用于涂料、胶粘剂等 （2）界面缩聚：在界面析出 （3）涤纶（PET）、尼龙-66、尼龙-6
非线性逐步聚合
（1）卡罗瑟思法（Carother方程）
（2）体型缩聚
几个分子量的计算公式
• 条件：加料比为等摩尔数
• பைடு நூலகம்1）
P为反应程度
• （2）Xn = （1 - P）-1 =K ½ + 1 封闭体 系 K为平衡常数，Xn在200到300之间，要 是K增大则要排除小分子
• （3）Xn = （1 - P）-1 =（K / Pnw ）½ ≈ （K / nw ）½
nw为小分子残留
高分子化学 第五章 逐步聚合反应
逐步聚合反应
• 分类：缩聚反应和逐步加 成聚合反应
• 基本特征： （1）官能团间反应，逐步
进行 （2）每步反应机理相同 （3）相互间都能反应 （4）分子量逐步增大
缩聚反应
• 聚酰化反应 • 聚酰胺反应 • 聚硅氧烷化反应
• 官能团种类：-NH2, -NH, -OH, -SH, SO2H, -COOH, -SiH, ->(CO)2O, COOR, -COCl, -H, -Cl, -SO2Cl, -SO3H 等
条件：加料比不一样（聚合度不一样）
其中令: 摩尔系数 r = Na/(Na+2NC) 过量分率为 q=2NC/Na
线型缩聚反应的机理
必要条件：参与反应的单体是2-2或2官能度体系，聚合产物分子链只会向两个方向增 长，生成线形高分子。 充分条件：成环倾向 。成环单分子反应，较低浓度；缩聚双分子反应，较高浓度。
关于反应程度
反应程度： P = （N0-N）/ N0 =1- N/ N0 数均聚合度：
其他
（1）溶液聚合：用于涂料、胶粘剂等 （2）界面缩聚：在界面析出 （3）涤纶（PET）、尼龙-66、尼龙-6
非线性逐步聚合
（1）卡罗瑟思法（Carother方程）
（2）体型缩聚
几个分子量的计算公式
• 条件：加料比为等摩尔数
• பைடு நூலகம்1）
P为反应程度
• （2）Xn = （1 - P）-1 =K ½ + 1 封闭体 系 K为平衡常数，Xn在200到300之间，要 是K增大则要排除小分子
• （3）Xn = （1 - P）-1 =（K / Pnw ）½ ≈ （K / nw ）½
nw为小分子残留
高分子化学 第五章 逐步聚合反应
逐步聚合反应
• 分类：缩聚反应和逐步加 成聚合反应
• 基本特征： （1）官能团间反应，逐步
进行 （2）每步反应机理相同 （3）相互间都能反应 （4）分子量逐步增大
缩聚反应
• 聚酰化反应 • 聚酰胺反应 • 聚硅氧烷化反应
• 官能团种类：-NH2, -NH, -OH, -SH, SO2H, -COOH, -SiH, ->(CO)2O, COOR, -COCl, -H, -Cl, -SO2Cl, -SO3H 等
条件：加料比不一样（聚合度不一样）
其中令: 摩尔系数 r = Na/(Na+2NC) 过量分率为 q=2NC/Na
《逐步聚合反应》课件
详细描述
在聚酰胺的逐步聚合反应中，单体分子通过酰胺键的形成逐步连接成长链，最 终形成高分子量的聚合物。
聚氨酯的逐步聚合反应
总结词
聚氨酯的逐步聚合反应是通过异氰酸酯和醇类的反应逐步形成的。
详细描述
在聚氨酯的逐步聚合反应中，异氰酸酯和醇类反应生成低聚物，然后这些低聚物 通过进一步聚合形成高分子量的聚合物。同时，聚氨酯材料中通常含有软段和硬 段，以调节材料的弹性和硬度。
THANKS
03
逐步聚合反应的实例
聚酯的逐步聚合反应
总结词
聚酯的逐步聚合反应是通过酯化反应和缩聚反应逐步形成的 。
详细描述
在聚酯的逐步聚合反应中，二元醇和二元羧酸通过酯化反应 生成低聚物，然后这些低聚物通过缩聚反应进一步聚合形成 高分子量的聚酯。
聚酰胺的逐步聚合反应
总结词
聚酰胺的逐步聚合反应是通过酰胺键的形成逐步推进的。
催化剂对逐步聚合反应的影响
01
催化剂在逐步聚合反应 中起着至关重要的作用 ，它可以加速反应并提
高产物收率。
02
选择合适的催化剂可以 控制聚合物的分子量、 分子量分布和链结构等
关键能。
03
催化剂的活性、选择性 和稳定性对聚合过程的 经济性和安全性具有重
要影响。
05
逐步聚合反应的优缺点
优点
高分子量产品
04
逐步聚合反应的影响因素
温度对逐步聚合反应的影响
01
温度对逐步聚合反应的速率和产物性能具有显 著影响。
02
温度升高通常会加快反应速率，但过高的温度 可能导致聚合物降解或产生副反应。
03
控制温度在适宜范围内是实现高效、高分子量 聚合物的关键因素之一。
压力对逐步聚合反应的影响
在聚酰胺的逐步聚合反应中，单体分子通过酰胺键的形成逐步连接成长链，最 终形成高分子量的聚合物。
聚氨酯的逐步聚合反应
总结词
聚氨酯的逐步聚合反应是通过异氰酸酯和醇类的反应逐步形成的。
详细描述
在聚氨酯的逐步聚合反应中，异氰酸酯和醇类反应生成低聚物，然后这些低聚物 通过进一步聚合形成高分子量的聚合物。同时，聚氨酯材料中通常含有软段和硬 段，以调节材料的弹性和硬度。
THANKS
03
逐步聚合反应的实例
聚酯的逐步聚合反应
总结词
聚酯的逐步聚合反应是通过酯化反应和缩聚反应逐步形成的 。
详细描述
在聚酯的逐步聚合反应中，二元醇和二元羧酸通过酯化反应 生成低聚物，然后这些低聚物通过缩聚反应进一步聚合形成 高分子量的聚酯。
聚酰胺的逐步聚合反应
总结词
聚酰胺的逐步聚合反应是通过酰胺键的形成逐步推进的。
催化剂对逐步聚合反应的影响
01
催化剂在逐步聚合反应 中起着至关重要的作用 ，它可以加速反应并提
高产物收率。
02
选择合适的催化剂可以 控制聚合物的分子量、 分子量分布和链结构等
关键能。
03
催化剂的活性、选择性 和稳定性对聚合过程的 经济性和安全性具有重
要影响。
05
逐步聚合反应的优缺点
优点
高分子量产品
04
逐步聚合反应的影响因素
温度对逐步聚合反应的影响
01
温度对逐步聚合反应的速率和产物性能具有显 著影响。
02
温度升高通常会加快反应速率，但过高的温度 可能导致聚合物降解或产生副反应。
03
控制温度在适宜范围内是实现高效、高分子量 聚合物的关键因素之一。
压力对逐步聚合反应的影响
逐步聚合反应名词解释
逐步聚合反应名词解释逐步聚合反应（Step-GrowthPolymerization）是一种特殊的聚合反应，常见的有加成聚合反应（addition polymerization）、删减聚合反应（condensation polymerization）和离子聚合反应（ionic polymerization）。
它可以用来合成有机高分子物质，例如高分子聚乙烯、聚丙烯和聚氨酯等。
它最初由R.C. Kondrat和G.L. Millar 在1951年发明，它利用双重活性端基（difunctional reactants）来产生聚合物，是一种自由基聚合反应的变种。
逐步聚合反应的特点是，在反应过程中产生的聚合物的链中，每个链只能有两种活性端基，因此使得一次反应只能合成一种特定的聚合物，而不能合成混合聚合物。
另外，聚合物的链很容易在反应过程中分解，所以也增加了反应的复杂性。
逐步聚合反应包括三个步骤：活性团间步骤、活性端基间步骤和活性端基与活性端基间步骤。
活性团间步骤是指将双环类化合物，如门多尔二氯化酸（MDL）、尿比汞聚氯乙烯（NPMVL）或二茂铁离子（Fe2+）等，作为原料，以相对较低的温度（100-150C）受热或放射照射进行反应，从而生成特定的活性中间体。
在活性端基间步骤中，双重活性端基分子通过水分解或放射照射的作用而形成多种活性侧链，如芳香族侧链，凡士林侧链等。
最后，活性端基与活性端基间步骤，两种活性侧链可通过自由基聚合或离子聚合等加成反应来合成特定的高分子物质。
在有机高分子材料的合成中，逐步聚合反应具有重要的意义，它是合成多种有机高分子的重要手段，特别是在合成高分子整体结构复杂的情况下，它尤为重要。
而且，由于它所合成的聚合物分子量较低，所以可以用在微纳米尺寸的超分子结构中，为其赋予更好的物理性能和力学结构。
因此，逐步聚合反应被广泛用于有机高分子材料的合成，有着广阔的前景。
为了获得更高质量的聚合物，需要科学家们研究出更好的反应参数，提高反应温度，优化搅拌速度和控制反应过程的PH值，并找出更合适的活性团和活性化合物，以使反应更加有效和高效。
第三章--逐步聚合反应
K = ( P[M]0)2
P2 =
([M]0 - P[M]0)2
(1-P)2
K - K 1/2 P=
K-1
3.3 平均聚合度与反应程度、功能基摩尔比旳关系
聚酯化反应 K = 4.9 P = 0.689 聚 酰胺反应 K = 305 P = 0.946
Xn = 3.2 Xn = 18.5
聚合体系中小分子副产物浓度对Xn旳影响
3.3 平均聚合度与反应程度、功能基摩尔比旳关系
实例
(a) n H2N-(CH2)5-COOH →H-[HN(CH2)5CO]n-OH + (n-1) H2O
M0 = 113
n HO-(CH2)2-OH + n HOOC-(CH2)4-COOH H-[-O(CH2)2O--OC(CH2)4CO-]n-OH + (2n-1) H2O M =60 M = 112 所以：M0 = (60 + 112)/2 =86
(1) 线型逐渐聚合反应
参加反应旳单体只含两个功能基（即双功能基单体），聚合 产物分子链只会向两个方向增长，生成线形高分子。
3.1 概 述
双功能基单体类型：
a. 两功能基相同并可相互反应：如二元醇聚合生成聚醚
n HO-R-OH
H-(OR)n-OH + (n-1) H2O
b. 两功能基相同, 但相互不能反应，聚合反应只能在不同单体 间进行：如二元胺和二元羧酸聚合生成聚酰胺
3.3 平均聚合度与反应程度、功能基摩尔比旳关系
2.3.5 聚合度旳控制与稳定 聚合度旳控制：反应程度 P 和功能基摩尔比 r 聚合度旳稳定：“封端”
封端途径
A. 调节功能基摩尔比，使其在能获得符合使用要求分子 量聚合物旳前提下，适本地偏离等摩尔比 ，使分子链两 端带上相同功能基；
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2007-5-10 6
第4章 逐步聚合反应
a. 两功能基相同并可相互反应：如二元醇聚合生成聚醚 n HO-R-OH H-(OR)n-OH + (n-1) H2O b. 两功能基相同, 但相互不能反应，聚合反应只能在不同单 体间进行：如二元胺和二元羧酸聚合生成聚酰胺 n H2N-R-NH2 + n HOOC-R’-COOH H-(HNRNH-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
聚硅氧烷化反应：硅醇之间聚合，
n HO-SiR1R2-OH + n HO-SiR1’R2’-OH
H-(OSiR1’R2’-OSiR1R2)n-OH + (2n-1) H2O
共同特点：在生成聚合物分子的同时，伴随 有小分子副产物的生成，如H2O, HCl, ROH等
2007-5-10 4
第4章 逐步聚合反应
与缩聚反应不同，逐步加成聚合反应没有小分 子副产物生成。
2007-5-10 5
第4章 逐步聚合反应
逐步聚合还可以按以下方式分类： 线形逐步聚合 平衡线形逐步聚合
逐步聚合
非线形逐步聚合 （1）线形逐步聚合反应
不平衡线形逐步聚合
参与反应的每种单体只含两个功能基，聚合产物分子链 只会向两个方向增长，生成线形高分子。
绝大多数在主链上含有杂原子的高聚物都是通过逐步 聚合反应来实现的。逐步聚合反应包括逐步缩聚反应 和逐步加聚反应，逐步缩聚反应是通过官能团之间的 缩合反应进行的，反应过程中有小分子生成；逐步加 聚反应是通过官能团之间的加成反应进行的，反应过 程中没有小分子生成。
2007-5-10 2
第4章 逐步聚合反应
只要反应体系中有一种原料是单官能度 物质，无论其他原料的官能度为多少，都只 能得到低分子产物。
12
2007-5-10
第4章 逐步聚合反应
2.2 缩聚反应
若参与反应的物质均为二官能度的，则缩合反应转化 为缩聚反应。 以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例。当一分子二元 酸与一分子二元醇反应时，形成一端为羟基，一端为羧基 的二聚物；二聚物可再与二元酸或二元醇反应，得到两端 均为羟基或均为羧基的三聚体，也可与二聚体反应，得到 四聚体；三聚体既可与单体反应，也可与二聚体或另一种 三聚体反应，如此不断进行，得到第4章 逐步聚合反应
（2）非线形逐步聚合反应 聚合产物的分子链形态不是线形的，而是支化或交联型 的。聚合体系中必须含有带两个以上功能基的单体。
2007-5-10
10
第4章 逐步聚合反应
2 缩聚反应
2.1 缩合反应
在有机化学中，典型的缩合反应如醋酸和乙醇的酯化 反应。除了得到主产物醋酸乙酯外，还有副产物水。
1.2 逐步聚合的类型
逐步聚合反应主要有两大类：缩合聚合和逐步加成聚合 （1）缩聚反应 例：聚酯反应：二元醇与二元羧酸、二元酯、二元酰氯 等之间的反应。
n HO-R-OH + n HOOC-R’-COOH H-(ORO-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
聚醚化反应：二元醇与二元醇反应，
（2）逐步加成聚合 重键加成聚合：含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电 不饱和功能基的亲电化合物间的聚合。如聚氨酯的制备。
n OCNR NCO n + H OR ' O H [CNRNCOR ] ' O n OH H O
含活泼氢的功能基：-NH2, -NH, -OH, -SH, -SO2H, -COOH, -SiH等 亲电不饱和功能基：主要为连二双键和三键，如：-C=C=O， -N=C=O，-N=C=S，-C≡C-，-C≡N等
C H C O O C H + H O C H C O O H + C H O H 3 2 5 2 3 2 5
反应物分子中能参与反应的官能团数称为官能度。醋 酸和乙醇中都只有一个能参与反应的官能团，因此都是单 官能团物质。上述体系称为1—1官能度体系。
11
2007-5-10
第4章 逐步聚合反应
单官能度的丁醇和二官能度的邻苯二甲酸酐进行酯化反 应，产物为低分子邻苯二甲酸二丁酯，副产物为水。 单官能度的醋酸与三官能度的甘油进行酯化反应，产物 为低分子的三醋酸甘油酯，副产物为水。
c. 两功能基不同并可相互反应：如羟基酸聚合生成聚酯 n HO-R-COOH H-(ORCO)n-OH + (n-1) H2O
2007-5-10
7
第4章 逐步聚合反应
（i）平衡线形逐步聚合反应 指聚合过程中生成的聚合物分子可被反应中伴生的小分 子降解，单体分子与聚合物分子之间存在可逆平衡的逐步
聚合反应。 如聚酯化反应：
第4章 逐步聚合反应
逐步聚合反应的分类及特点 缩聚反应 线形缩聚反应机理 线形缩聚反应动力学 线形缩聚物的聚合度 线形缩聚物的分子量分布 体形缩聚 逐步聚合实施方法 重要的逐步聚合产品
2007-5-10 1
第4章 逐步聚合反应
1 概述
1. 1 逐步聚合的基本概念
逐步聚合反应的主要特征是形成大分子的逐步性。
n n HOOC R COOH HO R' OH + 聚 合 + ( 2 n 1 ) H O ( ) HO OC-R-CO O-R'-O H 2 n 水 解
2007-5-10
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第4章 逐步聚合反应
（ii）不平衡线形逐步聚合反应 聚合反应过程中生成的聚合物分子之间不会发生交换 反应，单体分子与聚合物分子之间不存在可逆平衡，即不 存在化学平衡。不平衡逐步聚合反应概括起来有两种： a.热力学不平衡反应：聚合反应的基本化学反应本身为不 可逆反应； b.聚合方法不平衡反应：即聚合反应本身是平衡反应，但 在实施聚合反应时，人为地使聚合产物从反应体系中迅 速析出或随时除去聚合反应伴生的小分子，使可逆反应 失去条件。
n HO-R-OH + n HO-R’-OH H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
2007-5-10
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第4章 逐步聚合反应
聚酰胺反应：二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰 氯等反应，
n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl H-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl + (2n-1) HCl
2007-5-10
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第4章 逐步聚合反应
H O O C R C O O H + H O R ' O H H O O C R C O O R ' O H + H O 2 二 聚 体
第4章 逐步聚合反应
a. 两功能基相同并可相互反应：如二元醇聚合生成聚醚 n HO-R-OH H-(OR)n-OH + (n-1) H2O b. 两功能基相同, 但相互不能反应，聚合反应只能在不同单 体间进行：如二元胺和二元羧酸聚合生成聚酰胺 n H2N-R-NH2 + n HOOC-R’-COOH H-(HNRNH-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
聚硅氧烷化反应：硅醇之间聚合，
n HO-SiR1R2-OH + n HO-SiR1’R2’-OH
H-(OSiR1’R2’-OSiR1R2)n-OH + (2n-1) H2O
共同特点：在生成聚合物分子的同时，伴随 有小分子副产物的生成，如H2O, HCl, ROH等
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第4章 逐步聚合反应
与缩聚反应不同，逐步加成聚合反应没有小分 子副产物生成。
2007-5-10 5
第4章 逐步聚合反应
逐步聚合还可以按以下方式分类： 线形逐步聚合 平衡线形逐步聚合
逐步聚合
非线形逐步聚合 （1）线形逐步聚合反应
不平衡线形逐步聚合
参与反应的每种单体只含两个功能基，聚合产物分子链 只会向两个方向增长，生成线形高分子。
绝大多数在主链上含有杂原子的高聚物都是通过逐步 聚合反应来实现的。逐步聚合反应包括逐步缩聚反应 和逐步加聚反应，逐步缩聚反应是通过官能团之间的 缩合反应进行的，反应过程中有小分子生成；逐步加 聚反应是通过官能团之间的加成反应进行的，反应过 程中没有小分子生成。
2007-5-10 2
第4章 逐步聚合反应
只要反应体系中有一种原料是单官能度 物质，无论其他原料的官能度为多少，都只 能得到低分子产物。
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2007-5-10
第4章 逐步聚合反应
2.2 缩聚反应
若参与反应的物质均为二官能度的，则缩合反应转化 为缩聚反应。 以二元羧酸与二元醇的聚合反应为例。当一分子二元 酸与一分子二元醇反应时，形成一端为羟基，一端为羧基 的二聚物；二聚物可再与二元酸或二元醇反应，得到两端 均为羟基或均为羧基的三聚体，也可与二聚体反应，得到 四聚体；三聚体既可与单体反应，也可与二聚体或另一种 三聚体反应，如此不断进行，得到第4章 逐步聚合反应
（2）非线形逐步聚合反应 聚合产物的分子链形态不是线形的，而是支化或交联型 的。聚合体系中必须含有带两个以上功能基的单体。
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第4章 逐步聚合反应
2 缩聚反应
2.1 缩合反应
在有机化学中，典型的缩合反应如醋酸和乙醇的酯化 反应。除了得到主产物醋酸乙酯外，还有副产物水。
1.2 逐步聚合的类型
逐步聚合反应主要有两大类：缩合聚合和逐步加成聚合 （1）缩聚反应 例：聚酯反应：二元醇与二元羧酸、二元酯、二元酰氯 等之间的反应。
n HO-R-OH + n HOOC-R’-COOH H-(ORO-OCR’CO)n-OH + (2n-1) H2O
聚醚化反应：二元醇与二元醇反应，
（2）逐步加成聚合 重键加成聚合：含活泼氢功能基的亲核化合物与含亲电 不饱和功能基的亲电化合物间的聚合。如聚氨酯的制备。
n OCNR NCO n + H OR ' O H [CNRNCOR ] ' O n OH H O
含活泼氢的功能基：-NH2, -NH, -OH, -SH, -SO2H, -COOH, -SiH等 亲电不饱和功能基：主要为连二双键和三键，如：-C=C=O， -N=C=O，-N=C=S，-C≡C-，-C≡N等
C H C O O C H + H O C H C O O H + C H O H 3 2 5 2 3 2 5
反应物分子中能参与反应的官能团数称为官能度。醋 酸和乙醇中都只有一个能参与反应的官能团，因此都是单 官能团物质。上述体系称为1—1官能度体系。
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第4章 逐步聚合反应
单官能度的丁醇和二官能度的邻苯二甲酸酐进行酯化反 应，产物为低分子邻苯二甲酸二丁酯，副产物为水。 单官能度的醋酸与三官能度的甘油进行酯化反应，产物 为低分子的三醋酸甘油酯，副产物为水。
c. 两功能基不同并可相互反应：如羟基酸聚合生成聚酯 n HO-R-COOH H-(ORCO)n-OH + (n-1) H2O
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第4章 逐步聚合反应
（i）平衡线形逐步聚合反应 指聚合过程中生成的聚合物分子可被反应中伴生的小分 子降解，单体分子与聚合物分子之间存在可逆平衡的逐步
聚合反应。 如聚酯化反应：
第4章 逐步聚合反应
逐步聚合反应的分类及特点 缩聚反应 线形缩聚反应机理 线形缩聚反应动力学 线形缩聚物的聚合度 线形缩聚物的分子量分布 体形缩聚 逐步聚合实施方法 重要的逐步聚合产品
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第4章 逐步聚合反应
1 概述
1. 1 逐步聚合的基本概念
逐步聚合反应的主要特征是形成大分子的逐步性。
n n HOOC R COOH HO R' OH + 聚 合 + ( 2 n 1 ) H O ( ) HO OC-R-CO O-R'-O H 2 n 水 解
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第4章 逐步聚合反应
（ii）不平衡线形逐步聚合反应 聚合反应过程中生成的聚合物分子之间不会发生交换 反应，单体分子与聚合物分子之间不存在可逆平衡，即不 存在化学平衡。不平衡逐步聚合反应概括起来有两种： a.热力学不平衡反应：聚合反应的基本化学反应本身为不 可逆反应； b.聚合方法不平衡反应：即聚合反应本身是平衡反应，但 在实施聚合反应时，人为地使聚合产物从反应体系中迅 速析出或随时除去聚合反应伴生的小分子，使可逆反应 失去条件。
n HO-R-OH + n HO-R’-OH H-(OR-OR’)n-OH + (2n-1) H2O
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第4章 逐步聚合反应
聚酰胺反应：二元胺与二元羧酸、二元酯、二元酰 氯等反应，
n H2N-R-NH2 + n ClOC-R’-COCl H-(HNRNH-OCR’CO)n-Cl + (2n-1) HCl
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H O O C R C O O H + H O R ' O H H O O C R C O O R ' O H + H O 2 二 聚 体