高化之逐步增长聚合反应.ppt

1、逐步增长聚合反应，简称逐步聚合反应，是合成聚合物的另一条重要途径。 缩合聚合反应（简称缩聚反应） 非缩聚型逐步聚合反应,3 逐步增长聚合反应 stepwise polymerization,+,聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET (缩聚),尼龙-66 PA-66 (缩聚),H2O,环氧树脂(双酚A型) EP (缩聚),酚醛树脂 PF (缩聚),体形结构,聚氨酯 PU (逐步加聚) O O n C=N-R-N=C + n HO-R/-OH O H H O -C-N-R-N-C-O-R/-O-n- 非缩聚型逐步聚合反应 P181表7-1,本章以缩聚反应为重点，讨论逐步聚合反应的基本特点和规律。 3.1

2、缩聚反应的分类和单体 3.2 线形缩聚反应 3.3 体形缩聚反应 3.4 几种重要的逐步聚合物和聚合方法,3.1 缩聚反应的分类和单体 3.1.1 分类 缩聚反应是缩合聚合反应的简称，是含有两个或两个以上官能团的单体经过多步缩合反应生成大分子，同时析出小分子副产物的反应。, 按生成聚合物的结构分类 线形缩聚反应 linear polycondensation 参加反应的单体只有两个官能团，反应中分子沿着链端向两个方向增长，得到线形结构的聚合物。 体形缩聚反应 tridimensional polycondensation 参加反应的单体中至少有一种单体含有两个以上官能团，反应中分子向几个方向增

3、长，得到体形结构的聚合物。, 按参加反应的单体数目分类 均缩聚 homogeneous polycondensation 只有一种单体参加的缩聚反应 a R b O n HO-R-COOH - H2O H-O-R-C-n-OH 混缩聚(杂缩聚) mixed polycondensation 由两种具有不同官能团的单体参加反应，这两种单体自身都不能进行均缩聚。 a A a b B b n HO-R-OH + n HOOC- R-COOH ,共缩聚 co-polycondensation 一种是相对均缩聚而言。如在均缩聚中加入另一种单体进行缩聚。 a R b + a R b 另一种是相对混缩聚而言

4、，即在混缩聚中再加入第三单体进行缩聚。 a A a + b B b + b C b, 按聚合物分子中的键合基团分类 聚酯化反应 聚酰胺化反应 聚醚化反应, 按反应的热力学特征分类 平衡(可逆)缩聚反应 不平衡(不可逆)缩聚反应,3.1.2. 单体类型和官能度 可供缩聚反应的单体必须带有官能团。 具有反应能力的特征基团称为官能团。 -OH、-NH2 、-COOH、-COOR、-H ,单体带有何种官能团，官能团的数目有多少，对缩聚反应有影响。,单体中参加反应的官能团数称为官能度。 functionality,官能团和官能度的关系如下： 官能度是根据官能团来确定的。,官能度和官能团数可以一致，也可以

5、不等。不参加反应的官能团不计算在官能度内。,官能度不是固定的，随反应的对象和反应条件而定。,化合物 官能团数 官能度 CH3OH HOCH2CH2OH HOCH2CHCH2OH OH,1,1,2,3,1，2，3,1，2,平均官能度是反应体系中可能反应的官能团总数与总分子数的商。 average functionality fA NA + fB NB + fC NC + . f = ( 1 ) NA + NB + NC + . 式中： fA、fB、fC分别代表单体A、B、C的官能度 NA、NB、NC 分子数,如果反应单体由A、B、C三种混合组成，它们相应的分子数为NA、NB、NC，官能度分别为

6、fA、fB、fC 。 如果，A和C含有相同的官能团，并且官能团总数少于B官能团数(B过量)，即 (NA fA +NC fC) NB fB,反应只能进行到官能团数少的物质被消耗完为止 。 例1：甘油 + 邻苯二甲酸酐 醇酸树脂 CH2OH CH OH CH2OH 1mol 5mol 1 a-R-a + 5 b-R-b b-R-R-R-b + 2 b-R-b a R-b,例2： 一种二元酸A(fA=2)和一种三元醇B(fB=3)反应，当按以下配比进行配料时，f =？ A=1 mol B=1 mol A=2 mol B=1 mol A=2.2 mol B=1 mol A=1.5 mol B=1 mo

7、l,3.1.3. 单体的官能度与反应的结果 1-1官能度体系 CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O fA = 1 fB = 1 f = 1 反应结果只能生成小分子 1-1、1-2、1-3等体系均如此。, 2-2或2官能度体系 2-2官能度体系 n aAa + n bBb a-AB-n-b + ( 2n-1) ab fA= fB= 2 如：二元醇和二元酸合成聚酯 二元胺和二元酸合成聚酰胺 2官能度体系 n aRb a-R-n-b + ( n-1 )ab f = 2 如：HO-R-COOH 合成聚酯 H2N-R-COOH 合成聚酰胺,2-2或2官能度体系，其 f =2时能进行线形缩聚，得到线形结构的大分子。, 2-3、2-4等多官能度体系 b b n a-A-a + n b-B-b A-B-A-B-A-B b A fA=2 fB=3 B-A-B b A B-b,结论,对于2官能度体系，除了分子间能起缩聚反应外，还可能进行分子内的缩合反应。 O H-O-(CH2)m-C-n-OH + (n -1) H2O n HO-(CH2)m-COOH O n (CH2)m + n H2O C=O,环化反应是缩