聚合物的化学反应的概述和意义
聚合物的化学反应分类

Cell OH + HOOCCH 3
浓硫酸
Cell OCOCH 3
+ H2O
• 完全乙酰化和部分乙酰化纤维素都有工业用途。 • 醋酸纤维强度大、透明,可用作录音带、胶卷、 电器部件、眼镜架等; • 二醋酸纤维素的丙酮溶液可纺丝制人造丝,也可 作塑料和绝缘漆等。
③ 纤维素黄原酸钠
Cell OH
NaOH + CS2
⑤ 氰乙基纤维素 在碱存在下, 纤维素与丙烯腈进行醚化反应:
Cell
OH + C
OCH 2CH 2CN
引入适量氰乙基可提高纤维的耐磨性、耐腐蚀性及抗微生物 作用的能力。
(3) 聚醋酸乙烯酯的反应
乙烯醇并不存在,聚乙烯醇系由聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解来 制取:
CH 2
CH OCOCH 3
未说明 : i) 分子链上有多少结构单元参与了反应 ; ii) 不能理解为所有酯基都已转化。
2、影响链上官能团反应能力的因素 (1)物理因素 主要反映在反应物质的扩散速度和局部浓度两方面。 结晶和无定形聚合物 线型、支链型及交联聚合物 不同的链构象 反应呈均相还是非均相等 ◎晶态高分子
对 小 分 子 物质 的 扩 散都有着不同的影 响,从而影响到基 团的反应能力。
◇ 研究聚合物反应的目的: i) 利用廉价的聚合物进行改性,提高性能、引入功能; ii) 制备新的聚合物,扩大应用范围; iii) 消除污染,保护环境。
一、聚合物化学反应的特征及影响因素
1、聚合物化学反应特征 ◎聚合物分子量很高 ◎结构具有多分散性、多层次性, ◎聚合物的聚集态结构及溶液行为与小分子物的差异很大,
S Cell O C SNa + H2O 纺丝 H+ , 酸 化 水解
聚合物化学反应

2、接枝反应(Grafting Reaction)
ABS是一种通用热塑性工程塑料,由丁二烯(B)、丙烯腈(A)、苯 乙烯(S)接枝共聚合成,材料性能可由三组份配比及物理形态调控。 ABS结合了聚丙烯腈耐热、耐候,聚丁二烯抗冲击强度强,聚苯乙烯刚 性较好的特点,具有刚性好、耐热耐低温、抗冲击强度高、易于加工、 产品尺寸稳定性和表面光泽好等优点。
无定形高分子
玻璃态:链段运动冻结,难以反应 高弹态:链段活动增大,反应加快 粘流态:可顺利进行
须适当溶剂溶胀,才易进行反应。 轻度交联聚合物 如苯乙烯-二 乙烯基苯共聚物,用
二氯乙烷溶胀后,才易磺化。
2.均相反应中高分子链构象的影响
尽管在高分子溶液的均相反应中, 高分子链构象也会对高分子基团的 化学反应产生较大影响
高分子链在溶液中可呈螺旋形或无 规线团状态。溶剂改变,链构象亦 改变,基团的反应性会发生明显的 变化。
化学因素对基团活性的影响
❖ 几率效应(Probability Effect)
高分子链上的相邻基团进行无规成对反应时,中间 往往留有孤立基团,最高转化率受到几率的限制,称为 几率效应。例PVC与Zn粉共热脱氯,按几率计算只能达 到86. 5%,与实验结果相符。
3、交联反应(Crosslinking)
❖ 二烯类橡胶的硫化(Sulfuration) 橡胶硫化就是使具有弹性的线型橡胶分子生成交联的过程。 顺丁、异戊二烯类橡胶:主链上有双键的线形聚合物。
通过硫化交联,形成三维交联网络结构,可阻止高分子 链的滑移,消除永久形变,赋予高弹性。
3、交联反应(Crosslinking)
4、降解(Degradation)和老化(Aging)
聚合物在使用中,受众多环境因素综合影响,性能 变差,如外观上变色发黄、变软发粘、变脆发硬,物化 性质增减,力学性能上强度、弹性的消失,均是降解和/ 或交联的结果,总称为老化。
第九章聚合物的化学反应

第九章 聚合物的化学反应在前面的章节中,主要讨论了由各种单体进行聚合、合成聚合物的反应机理及方法等。
本章将讨论聚合物的化学反应。
利用聚合物的化学反应,可将已有的天然或合成高分子,转变成新的聚合物。
例如纤维素经适当的反应可转变为硝酸纤维素、醋酸纤维素;聚醋酸乙烯酯经水解变为聚乙烯醇,进一步反应形成聚乙烯醇缩醛;聚苯乙烯经反应,可转换成离子交换树脂等。
此外,聚合物在使用过程中,会受空气、水、光、微生物等环境因素的作用,引起降解和老化,使聚合物的性质发生变化。
研究这些影响因素和性能之间的作用规律,有助于采取防老化措施。
随着合成聚合物应用的日益广泛,由废弃物形成的白色污染也变得日益严重,研究聚合物的降解及合成新的可降解的聚合物,将会具有重要的意义。
聚合物的化学反应种类很多。
一种分类方法是按聚合物在发生反应时聚合度及功能基的变化分类,将聚合物的反应分为聚合物的相似转变、聚合度变大的反应和聚合度变小的反应。
所谓聚合物的相似转变是指反应仅限于侧基和(或)端基,而聚合度基本不变。
聚合度变大的反应是指反应中聚合物的分子质量有显著的上升,如交联、接枝、嵌段、扩链反应等。
聚合度变小的反应则指反应过程中,聚合物的分子质量显著地降低,如降解、解聚等反应。
随着对聚合物化学反应研究的深入,有机小分子的许多反应,如加成、取代、环化等反应,在聚合物中同样也可进行,如聚二烯烃的许多反应即是如此,所以一些文献中也有按反应机理对聚合的反应进行分类。
9.1 聚合物的反应性及影响因素聚合物的反应同样是通过功能基的相互作用进行的,这与小分子反应存在着某些相似性,但又有所不同。
在一定的条件下,聚合物的反应不受聚合度的影响,具有与小分子同样的反应能力,条件如下:1. 均相反应,所有的反应物、中间体、产物都是可溶的,反应自始至终都是如此;2. 所有反应仅由功能基的反应性决定,不存在扩散控制因素;3. 所选择的大分子与小分子之间具有相似的空间位阻。
乙烯的聚合反应

乙烯的聚合反应
乙烯是一种重要的化工原料,在化工领域中被广泛用于制备聚乙烯等高分子化合物。
乙烯的聚合反应是指将乙烯分子中的双键开裂,多个乙烯分子通过共轭作用结合在一起,形成具有高分子量的聚合物的化学反应过程。
乙烯的聚合反应具有重要的工业应用价值,主要包括以下几个方面:
1.制备聚乙烯:乙烯的聚合反应是制备聚乙烯的主要途径之一。
通过在适当的催化
剂条件下,乙烯分子可以发生聚合反应,形成线性或支化结构的聚合物,聚乙烯在包装、输送等领域有着广泛的应用。
2.制备共聚物:除了聚乙烯外,乙烯还可以与其他单体如丙烯、乙烯基氯等发生共
聚反应,制备各种共聚物。
这些共聚物在改性塑料、涂料、橡胶等领域具有重要的应用。
3.制备功能性高分子材料:乙烯的聚合反应还可以通过控制聚合条件和引入特定的
功能单体,制备具有特定功能的高分子材料,如树脂、工程塑料等,满足不同领域的需求。
乙烯的聚合反应通常需要催化剂的存在,常用的催化剂包括铜酸盐类、氯化铝类、茂铁类等。
这些催化剂可以调控聚合反应的速率、选择性和产物结构,从而影响最终聚合物的性能。
此外,聚合反应的条件和方法也对最终产物的性能有着重要影响。
例如,聚合温度、反应压力、溶剂选择等因素都会影响聚合反应的进行,并最终决定聚合物的结构和性能。
总的来说,乙烯的聚合反应是一种重要的化工反应过程,对于高分子化工领域具有重要的意义。
通过对乙烯聚合反应机理和条件的深入研究,可以进一步拓展高分子材料的种类和性能,满足不同领域的需求,推动化工领域的发展和应用。
1。
高分子化学上海交大第8章聚合物的化学反应

二、嫁接接枝
大单体共 聚嫁接
8.3.2 嵌段 嵌段共聚物主链至少有两种单体单元构成足够长的联段 组成。 一、活性阴离子聚合 二、特殊引发剂
8.3.3 扩链 分子量不高的预聚物通过 适当的方法使两大分子连 接在一起,分子量成倍增 加,称为扩链。
三.力化学及其他
主要是缩聚中的交换反应以及带端基的预聚体之间的反应。
(1)、粘胶纤维和铜氨纤维 粘胶纤维:经碱溶胀、二硫化碳处理而成的再生纤 维素。 铜氨纤维:用氧化铜的氨溶液溶胀,再用酸或碱处 理而成的再生纤维。
二.纤维素酯化
主要有硝化纤维和醋酸纤维。
三.纤维素醚化
主要有甲基纤维素和乙基纤维素。
三、聚醋酸乙烯酯的醇解 聚乙烯醇是维尼纶的原料,只能 通过聚醋酸乙烯酯的醇解(水解) 来制备 。
1、聚集态的影响
聚合物可以以晶态、无定型玻璃态、溶液或溶胀状态存在,反应物质与不同 状态聚合物接触时,在其中的扩散速率和局部浓度就存在巨大差异。
如结晶度50~70%聚乙烯醇,使无定形部分与甲醛缩醛化(占20~40%)可 以防止纤维被热水溶解或溶胀。
无定形聚合物处于玻璃态,分子链段被冻结,最好在玻璃化温度或溶胀状态 反应。
功能高分子由聚合物母体和功能性基团两部分组成,合成方法有二: 将功能基团接到聚合物母体上,如离子交换树 脂。 带活性基团单体的聚合。 8.2.1 高分子试剂和高分子药物
8.2.2 高分子催化剂和固定化酶
高分子药物也属于高分子试剂范畴,将药物共价结合或络合到聚合物
母体上,也可通过含有药物的单体聚合,得到高分子药物。
聚合物的化学结构和氧化活性
五、光解和光氧化
光屏蔽剂、紫外光吸收剂
光稳定剂
淬灭剂
六、老化和耐候性
化学聚合反应的聚合度和反应控制

化学聚合反应的聚合度和反应控制化学聚合反应是指通过化学方法将单体分子连接起来形成高聚物的过程。
在聚合反应中,聚合度和反应控制是两个关键方面。
本文将从聚合度和反应控制的角度来探讨化学聚合反应的相关内容。
一、聚合度的概念和作用聚合度是指聚合物中重复单元的个数,可以表示聚合物的分子量和链长。
聚合度的大小对聚合物的性质有着重要影响。
通常情况下,聚合度越高,聚合物的分子量越大,机械性能、热稳定性和化学稳定性也会相应增强。
聚合度的大小可以通过以下几个方面进行控制:1. 单体投料比例:聚合反应前,可以根据所需的聚合度决定单体的投料比例。
通过调整不同单体之间的配比,可以控制聚合度的大小。
2. 反应时间和温度:聚合反应过程中,反应时间和温度也会对聚合度产生影响。
通常情况下,反应时间越长,聚合度越高。
而提高反应温度可以加快反应速率,有利于提高聚合度。
3. 催化剂的选择:催化剂在聚合反应中具有重要作用。
选择合适的催化剂可以有效控制聚合反应的速度和聚合度。
二、聚合反应的反应控制聚合反应的反应控制是指通过调节反应条件和反应物投料比例等手段来控制聚合反应的进行和结果。
反应控制的目的是获得所需的聚合物性质和高聚合度。
1. 反应条件的控制:反应条件包括温度、压力和pH值等因素。
调整这些因素可以改变反应速度和聚合度。
例如,提高反应温度和使用高压可以加快反应速率,从而获得高聚合度的聚合物。
2. 反应物投料比例的控制:不同单体的投料比例可以调整聚合物的组成和聚合度。
通过控制单体之间的摩尔比例,可以实现对聚合物性质的调控。
3. 催化剂的选择和添加量:催化剂对聚合反应的速率和聚合度有显著影响。
选择适当的催化剂并调整其添加量可以实现对聚合反应的控制。
三、应用举例:聚合度和反应控制在聚合物合成中的重要性聚合度和反应控制在聚合物合成中起着重要作用。
以聚酯合成为例,通过控制聚合反应中的反应时间、温度和单体配比,可以获得不同聚合度和不同性质的聚酯。
第二章第四节聚合反应第五节聚合物的化学反应2010精编版

(三) 自由基聚合反应的特征
(1)可概括为慢引发、快增长、速终止 (2)聚合体系中只有单体和聚合物组成
(3)单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大 (4)小量(0.01-0.1%)阻聚剂足以使自由基聚合终止。
(四) 自由基聚合产物的分子量
离子对的方式取决于反离子的性质、溶剂和反应温度 共价键状态(Ⅰ)--无引发能力 离子对(Ⅱ)(Ⅲ) --反应能力较小,产物的立体规整 性较好。 自由离子对(Ⅳ)--反应能力较大,产物为无规立构体。
(3)链终止---无终止
阴离子聚合在适当条件下(体系非常纯净;单体为 非极性共轭双烯),可以不发生链终止或链转移反 应,活性链直到单体完全耗尽仍可保持聚合活性。
有机过氧化物通式:
, RO OR
R,R’——H、烷基、酰基、碳酸酯等 可以相同或不同
主要类型:
• 氢过氧化物: R O O H
• 过氧化二烷基(alkyl peroxide): R O O R
• 过氧化二酰基 (acyl peroxide):R C O O C R
(低活性引发剂)以上3个
O
O
过氧化酯类 (perester): R C O O R
意义:最重要的聚合物改性技术;增加品种,扩大 应用范围,扩大合成聚合物的原料范围
说明:
共聚合反应多用于连锁聚合,对于两种单 体发生的缩聚反应则不采用“共聚合”这一 术语
三、离子型聚合及开环聚合
(一)离子型聚合---链增长活性中心为离子的
聚合反应。
离子聚合特点(和自由基聚合比较)
根本区别在于聚合活性种不同 离子聚合的活性种是带电荷的离子:碳
化学物质的聚合反应

化学物质的聚合反应聚合反应是一种化学反应,其特点是将多个单体分子通过化学键的形成合成为一个更大的分子,这个过程也被称为聚合。
聚合反应在化学领域具有广泛的应用,其中最常见的聚合反应是聚合物的合成。
本文将探讨聚合反应的类型、机制和应用。
一、聚合反应的类型1. 聚合反应可以根据反应产物的类型分为线性聚合和交联聚合两种。
a. 线性聚合:线性聚合是指单体分子通过化学键的形成连接成一条或多条直链的聚合物。
b. 交联聚合:交联聚合是指单体分子通过化学键的形成形成网络结构的聚合物,具有更高的强度和稳定性。
2. 聚合反应可以根据自由基、阳离子、阴离子和离子对等参与聚合过程来分类。
a. 自由基聚合:自由基聚合是指反应中自由基的生成和消耗过程,常见的自由基聚合反应有自由基聚合聚合物、自由基引发聚合和自由基终止器反应。
b. 阳离子聚合:阳离子聚合是指通过生成和消耗阳离子来完成的聚合反应,常见的阳离子聚合反应包括环氧树脂、丙烯酸酯和乙烯基化合物的聚合。
c. 阴离子聚合:阴离子聚合是指通过生成和消耗阴离子来完成的聚合反应,常见的阴离子聚合反应包括丁二烯橡胶和苯乙烯的聚合。
d. 离子对聚合:离子对聚合是指通过正离子和负离子之间的结合来完成的聚合反应,常见的离子对聚合反应包括聚合酸和聚合碱的反应。
二、聚合反应的机制聚合反应的机制取决于反应类型和反应物的性质,常见的聚合反应机制有以下几种。
1. 加成聚合:加成聚合是指反应物之间通过共价键的形成连接起来的聚合反应,常见的加成聚合反应包括烯烃的聚合和腈类化合物的聚合。
2. 缩合聚合:缩合聚合是指反应物之间通过缩合反应形成聚合物,常见的缩合聚合反应包括酸酐与醇的缩合和胺与醛的缩合。
3. 开环聚合:开环聚合是指由环状反应物通过环的开裂形成线性聚合物,常见的开环聚合反应包括乙酸乙烯酯的开环聚合和内酯的开环聚合。
三、聚合反应的应用聚合反应在各个领域具有广泛的应用,以下是几个常见的应用领域。
1. 聚合物合成:聚合反应是合成聚合物的关键步骤,聚合物在塑料、纺织、粘合剂等方面有着广泛的应用。
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OH-
NH2
CH2CH CH2CH CH2CH C O C O C O O NH2 O OH-
(ii) 功能基孤立化效应(几率效应)
当高分子链上的相邻功能基成对参与反应时,由于成对 基团反应存在几率效应,即反应过程中间或会产生孤立的 单个功能基,由于单个功能基难以继续反应,因而不能 100%转化,只能达到有限的反应程度。 如聚乙烯醇的缩醛化反应,最多只能有约80%的-OH能 缩醛化:
交联 CH C CH CH2 CH3 + S8 Sm CH C CH CH2 CH3
Sm CH
C CH CH2 CH3
CH Sm
C CH CH2 CH3
+
CH2 C CH CH2 CH3
CH2 C CH CH2 CH3
硫化常加入促进剂,以增加硫化速率和硫的利用率。 常用促进剂多为有机硫化物:
N S SH
CH2 CH n CN
CH2 CH CN
CH2 CH
CH2 CH COOH
CONH2
反应不能用小分子的“产率”一词来描述,只能用基 团转化率来表征:即指起始基团生成各种基团的百分 数
(2)聚合物化学反应的复杂性。由于聚合物本身是聚合度 不一的混合物,而且每条高分子链上的功能基转化程度不一 样,因此所得产物是不均一的,复杂的。其次,聚合物的化 学反应可能导致聚合物的物理性能发生改变,从而影响反应 速率甚至影响反应的进一步进行。
CH2CH2
其反应历程跟小分子饱和烃的氯化反应相同,是一个自由 基链式反应:
光 Cl2 或有机过氧化物 +Cl + Cl2 2 Cl CH2CH CH2CH Cl + HCl + Cl
CH2CH2 CH2CH
聚乙烯是塑料,经氯化或氯磺化处理可用作橡胶。
聚苯乙烯的功能化、改性:聚苯乙烯芳环上易发生各种取 代反应(硝化、磺化、氯磺化等),可被用来合成功能高分 子、离子交换树脂以及在聚苯乙烯分子链上引入交联点或接 枝点。特别重要的是聚苯乙烯的氯甲基化,由于生成的苄基 氯易进行亲核取代反应而转化为许多其它的功能基。
b. 纤维素乙酸酯:常称醋酸纤维素,物性稳定,不燃,除 火药外已全部取代硝化纤维素。由乙酸酐和乙酸在硫酸催化 下与纤维素反应而得:
P OH + CH3COOH + H2O P OCOCH 3
完全乙酰化和部分乙酰化纤维素都有工业用途。
醋酸纤维强度大、透明,可用作录音带、胶卷、电器部件、眼镜架等;二醋 酸纤维素的丙酮溶液可纺丝制人造丝,也可作塑料和绝缘漆等。
CH3 H2 C CH CH2C O C O C O O + NO2 OH-
CH3 CH2C C O O
CH2CH C O O
NO2
CH3 CH2C CH2CH C O C O O O
如果反应中反应试剂与聚合物反应后的基团所带电荷相同, 由于静电相斥作用,阻碍反应试剂与聚合物分子的接触,使反 应难以充分进行。 如聚甲基丙烯酰胺在强碱条件下水解,当其中某个酰胺基邻 近的基团都已转化为羧酸根后,由于进攻的OH-与高分子链上 生成的-COO-带相同电荷,相互排斥,因而难以与被进攻的酰 胺基接触,不能再进一步水解,因而聚甲基丙烯酰胺的水解程 度一般在70%以下:
引发 S8 + Sm Sn (m+n =8) Sm + Sm Sn + CH2 C CH CH2 CH3 CH2 C CH CH2 CH3 + Sn-
生成碳阳离子 Sm CH2 C CH CH2 CH3 + CH2 C CH CH2 CH3 Sm H CH2 C CH CH2 CH3 + CH C CH CH2 CH3
链构象的影响 高分子链在溶液中可呈螺旋形或无规线团状态,溶剂改 变,链构象亦改变,官能团的反应性会发生明显的变化
轻度交联的聚合物,须适当溶剂溶胀,才易进行反应 如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物,用二氯乙烷溶胀后,才易磺化
温度:一般温度提高有利于反应速率的提高,但温度 太高可能导致不期望发生的氧化、裂解等副反应。
CH2 CH OH
+
C COCl
CH2 CH CH2 CH CH2 CH OH O OH CO
b. 静电效应:邻近基团的静电效应可降低或提高功能基的反 应活性。 如聚丙烯酰胺的水解反应速率随反应的进行而增大,其原 因是水解生成的羧基与邻近的未水解的酰胺基反应生成酸酐环 状过渡态,从而促进了酰胺基中-NH2的离去加速水解。
第八章 聚合物的化学反应
8.1 概述
意义:研究和利用聚合物分子内或聚合物分子间所发生的 各种化学转变具有重要的意义,具体体现在两方面: (1)合成高附加价值和特定功能的新型高分子 利用高分子的化学反应对高分子进行改性从而赋予聚合 物新的性能和用途:离子交换树脂;高分子试剂及高分子固 载催化剂;化学反应的高分子载体;在医药、农业及环境保 护方面具有重要意义的可降解高分子;阻燃高分子等等。 (2) 聚合物进行化学改性 (3)有助于了解和验证高分子的结构。 (4)研究影响老化的因素和性能变化之间的关系 (5)研究高分子的降解,有利于废聚合物的处理
8.2.3 聚合物的化学反应的影响因素
(1)物理因素
聚集态的影响 晶态高分子 低分子很难扩散入晶区,晶区不能反应
官能团反应通常仅限于非晶区
玻璃态,链段运动冻结,难以反应
非晶态高分子
高弹态:链段活动增大,反应加快
粘流态:可顺利进行
溶解性:聚合物的溶解性随化学反应的进行可能不断发生 变化,一般溶解性好对反应有利,但假若沉淀的聚合物对反 应试剂有吸附作用,由于使聚合物上的反应试剂浓度增大, 反而使反应速率增大;
N C S S S C
N S
(2-巯基苯并噻唑)
(苯并噻唑二硫化物)
S
S
S [(CH3)2NS S] 2Zn
(二甲基二硫代氨基甲酸锌)
(CH3)2NC S S CN(CH3)2
(四甲基秋兰姆二硫化物)
(ii)不含双键橡胶的硫化 如乙丙橡胶不含双键,不能采用以上方法进行硫化, 而通常采用过氧化物作引发剂,在分子链上产生自由基,通 过链自由基的偶合产生交联:
(iii)纤维素醚的合成
将碱纤维素与卤代甲烷、卤代乙烷反应可分别制得甲 基、乙基纤维素,主要用做分散剂:
P OH + NaOH + CH3Cl P OH + NaOH + CH3CH2Cl P OCH3 + NaCl + H2O 甲基纤维素 P OCH2CH3 + NaCl + H2O 乙基纤维素
将碱纤维素与氯乙酸钠反应可制得具有多种重要用途(胶 体保护剂、粘结剂、增稠剂、表面活性剂等)的羧甲基纤维 素:
(2)结构因素
聚合物本身的结构对其化学反应性能的影响,称为高分子 效应,这种效应是由高分子链节之间的不可忽略的相互作 用引起的。
高分子效应主要有以下几种:
(i) 邻基效应 a. 位阻效应:由于新生成的功能基的立体阻碍,导致其邻 近功能基难以继续参与反应。 如聚乙烯醇的三苯乙酰化反应,由于新引入的庞大的三 苯乙酰基的位阻效应,使其邻近的-OH难以再与三苯乙酰氯 反应:
纤维素与酸反应酯化可获得多种具有重要用途的纤维 素酯。重要的有:
a. 硝化纤维素:纤维素经硝酸和浓硫酸的混合酸处理可制 得硝化纤维素:
CH2OH O O OH OH HNO3 CH2OH O O OH ONO2 硝化纤维
产物的酯化度随硝化条件的不同而不同,工业上常用%N(氮含量)表示 硝化度,含氮量12.5-13.6%的称高氮硝化纤维素,10.0-12.5%的称低氮硝化 纤维素。其中含氮量为13%的硝化纤维素常用来制无烟火药;12%的主要用于 涂料和照相底片;11%的用于制造赛璐珞塑料.
聚乙烯醇缩醛,可用作安全玻璃粘合剂、电绝缘膜及涂料等
(2)纤维素的化学改性
(i)粘胶纤维的合成
CH2OH O O OH2
CH2OH O O OH O C SNa S 纤维素黄原酸酯
H2SO4 纺丝
纤维素 + Na2SO4 + CS2
(ii)纤维素酯的合成
CH2CH
CH3OCH2Cl AlCl3
CH2CH
+ CH3OH
CH2Cl
8.3.2 功能基转化 通过适当的化学反应将聚合物分子链上的功能基转化为 其它功能基,常用来对聚合物进行改性。典型的有: (1)聚乙烯醇的合成及其缩醛化:
CH2CH OCCH3 O CH3OH CH2CH OH RCHO CH2CH CH2CH O R O R=H,维尼纶 + CH3CO2CH3
H2 C CH + O C - C O O NH2 H CH H+, H2O CH2 CH CH O C O C OH OH
+ NH3
再如丙烯酸与甲基丙烯酸对硝基苯酯共聚物的碱催化水解 反应,其中的对硝基苯酯的水解反应速率比甲基丙烯酸对硝基 苯酯均聚物快,这是由于邻近的羧酸根离子参与形成酸酐环状 过渡态促进水解反应的进行:
P OH + NaOH + ClCH2COONa P OCH2COONa + NaCl + H2O
(3)离子交换树脂的合成: 离子交换树脂的单元结构由三部分组成:不溶不熔的三维 网状骨架、固定在骨架上的功能基和功能基所带的可交换离子 。 最常用的是聚苯乙烯类的离子交换树脂,它是由苯乙烯与 二乙烯基苯的悬浮共聚得到体型共聚物小珠,再通过苯环的取 代反应及功能基转化而制成:
8.4 聚合度变大的化学转变及其应用
聚合度变大的化学转变包括:交联反应、嵌段共聚、接 枝反应和扩链反应。 8.4. 1 交联(crosslinking) 在热、光、辐射能或交联剂作用下,分子链间以化学 键联结起来,构成三维网状或体型结构的反应。 (1) 橡胶硫化(vulcanization): 含双键橡胶的硫化和不含双 键橡胶的硫化。 (i)含双键橡胶的硫化 工业上多采用硫或含硫有机化合物进行交联,以天然 橡胶的硫化为例: