高分子化学缩聚反应

高分子化学缩聚反应主要内容:◆概述◆缩聚反应机理◆线性缩聚动力学、聚合度、分子量分布◆体型缩聚及凝胶化作用◆缩聚实施方法第2页,共106页，2024年2月25日，星期天2.1引言缩聚在高分子合成中占有重要的地位，聚酯、聚酰胺、酚醛树脂、环氧树脂等杂链聚合物多由缩聚反应合成。大部分缩聚属于逐步聚合机理。但缩聚≠逐步聚合第3页,共106页，2024年2月25日，星期天2.2缩聚反应第4页,共106页，2024年2月25日，星期天高分子第5页,共106页，2024年2月25日，星期天第6页,共106页，2024年2月25日，星期天第7页,共106页，2024年2月25日，星期天第8页,共106页，2024年2月25日，星期天P3~5表1-1、1-2第9页,共106页，2024年2月25日，星期天第10页,共106页，2024年2月25日，星期天2.3线形缩聚反应的机理第11页,共106页，2024年2月25日，星期天第12页,共106页，2024年2月25日，星期天第13页,共106页，2024年2月25日，星期天第14页,共106页，2024年2月25日，星期天第15页,共106页，2024年2月25日，星期天第16页,共106页，2024年2月25日，星期天第17页,共106页，2024年2月25日，星期天第18页,共106页，2024年2月25日，星期天第19页,共106页，2024年2月25日，星期天2.4线形缩聚动力学第20页,共106页，2024年2月25日，星期天第21页,共106页，2024年2月25日，星期天第22页,共106页，2024年2月25日，星期天第23页,共106页，2024年2月25日，星期天第24页,共106页，2024年2月25日，星期天第25页,共106页，2024年2月25日，星期天第26页,共106页，2024年2月25日，星期天第27页,共106页，2024年2月25日，星期天第28页,共106页，2024年2月25日，星期天第29页,共106页，2024年2月25日，星期天第30页,共106页，2024年2月25日，星期天第31页,共106页，2024年2月25日，星期天第32页,共106页，2024年2月25日，星期天第33页,共106页，2024年2月25日，星期天第34页,共106页，2024年2月25日，星期天2.5线形缩聚的聚合度第35页,共106页，2024年2月25日，星期天第36页,共106页，2024年2月25日，星期天第37页,共106页，2024年2月25日，星期天第38页,共106页，2024年2月25日，星期天第39页,共106页，2024年2月25日，星期天第40页,共106页，2024年2月25日，星期天第41页,共106页，2024年2月25日，星期天第42页,共106页，2024年2月25日，星期天aAa单体为基准，bBb微过量，设基团a的反应程度为p，a、b的反应数均为Nap第43页,共106页，2024年2月25日，星期天第44页,共106页，2024年2月25日，星期天两种极限情况计算题5a计算题5b&c第45页,共106页，2024年2月25日，星期天计算题5dr=Na/(Nb+2Nb′)第46页,共106页，2024年2月25日，星期天作业1：P63：计算题5第47页,共106页，2024年2月25日，星期天第48页,共106页，2024年2月25日，星期天第49页,共106页，2024年2月25日，星期天第50页,共106页，2024年2月25日，星期天对于n聚体来说，分子中必然含有n-1个酯键和一个不成键的羧基，则：第51页,共106页，2024年2月25日，星期天体系中存在各种聚合度大小的分子（分子总数为N）,n聚体的分子数为Nn。生成n聚体的几率也可以表示为：第52页,共106页，2024年2月25日，星期天第53页,共106页，2024年2月25日，星期天不同反应程度下线型缩聚物相对分子质量的数量分布函数。第54页,共106页，2024年2月25日，星期天第55页,共106页，2024年2月25日，星期天若忽略端基重量，设：Wn为n聚体的重量Nn为n聚体的分子数目

Mo为结构单元平均摩尔质量则：n聚体的重量Wn=nMoNn聚合物的总重量W=NoMo故：n聚体的重量分数为：第56页,共106页，2024年2月25日，星期天第57页,共106页，2024年2月25日，星期天第58页,共106页，2024年2月25日，星期天第59页,共106页，2024年2月25日，星期天第60页,共106页，2024年2月25日，星期天第61页,共106页，2024年2月25日，星期天第62页,共106页，2024年2月25日，星期天第63页,共106页，2024年2月25日，星期天第64页,共106页，2024年2月25日，星期天第65页,共106页，2024年2月25日，星期天第66页,共106页，2024年2月25日，星期天作业2：P63~64：

计算题2、12课外思考：P62思考题12第67页,共106页，2024年2月25日，星期天第68页,共106页，2024年2月25日，星期天第69页,共106页，2024年2月25日，星期天第70页,共106页，2024年2月25日，星期天第71页,共106页，2024年2月25日，星期天此时体系分为两部分：第72页,共106页，2024年2月25日，星期天第73页,共106页，2024年2月25日，星期天第74页,共106页，2024年2月25日，星期天第75页,共106页，2024年2月25日，星期天第76页,共106页，2024年2月25日，星期天第77页,共106页，2024年2月25日，星期天第78页,共106页，2024年2月25日，星期天第79页,共106页，2024年2月25日，星期天第80页,共106页，2024年2月25日，星期天第81页,共106页，2024年2月25日，星期天第82页,共106页，2024年2月25日，星期天第83页,共106页，2024年2月25日，星期天第84页,共106页，2024年2月25日，星期天第85页,共106页，2024年2月25日，星期天简单情况：P36第86页,共106页，2024年2月25日，星期天第87页,共106页，2024年2月25日，星期天P37第88页,共106页，2024年2月25日，星期天第89页,共106页，2024年2月25日，星期天第90页,共106页，2024年2月25日，星期天第91页,共106页，2024年2月25日，星期天第13题Carothers法Flory统计法第92页,共106页，2024年2月25日，星期天Carothers法Flory统计法第93页,共106页，2024年2月25日，星期天第17题按Carothers方程计算按Flory方程计算因此该体系的凝胶点为：[0.7906,0.9]等官能团数第94页,共106页，2024年2月25日，星期天以pc=0.9计算，起始反应羧基物质的量为2.5×2=5mol，反应掉的羧基物质的量为2.5×2×0.9=4.5mol，剩余羧基物质的量为0.5mol，体系总重为524g，每克树脂含羧基物质的量为0.5/524=9.5×10-4mol.g-1，需要的KOH的克数及酸值为9.5×10-4×56.1×103=53.3(mgKOH/g试样)。以pc=0.7906，得体系酸值为112.1(mgKOH/g试样)。因此该体系出现凝胶点的酸值介于[53.3,112.1]（mgKOH/g试样）酸值是指中和1g树脂中游离酸所需的KOH毫克数，通常表示为mgKOH/g试样第95页,共106页，2024年2月25日，星期天作业3：P59：

计算题14、18第96页,共106页，2024年2月25日，星期天第97页,共106页，2024年2月25日，星期天优点:不用溶剂，反应物浓度高；引入杂质机会少，产品质量能保证；反应设备比较简单，生产能力大。

缺点:在合成高分子量的线型聚合物时，官能团之间的当量比要求严格；原料纯度要求高；需要复杂的真空系统;温度控制要求严格;在较高的反应温度下长时间加热容易发生氧化、脱氨、脱羧等副反应，导致官能团的损失;而且还会产生聚合物的裂解或交联,生成不熔不溶的产物。第98页,共106页，2024年2月25日，星期天2)溶液缩聚(SolutionPolycondensation)单体加适量催化剂在惰性溶剂中进行缩聚反应的方法。它可以使不熔的或易分解的单体进行缩聚，得到耐热的芳杂环高分子，如聚酰亚胺、聚砜、聚芳酰胺、聚芳酯等。第99页,共106页，2024年2月25日，星期天第100页,共106页，2024年2月25日，星期天第101页,共106页，2024年2月25日，星期天4)固相缩聚(SolidStatePolycondensation)指反应物原料在固体状态下的缩合反应。玻璃化温度以上，熔点以下进行聚合反应的过程。第102页,共106页，2024年2月25日，星期天2.9-2.18内容，类似于科普读物，介绍了常见的一些缩聚反应的例子，对了解高分子很有帮助