高分子科学导论-高分子的合成

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1、高分子的合成与化学性能Polymersynthesisandchemicalproperties董锐Introductiontopolymerscience第一讲PolymerScienceStructureMonomerSynthesizePolymerCharacterization&AnalysisPropertiesProcessingProductsMoleculardesignPolymerChemistryPolymerEngineeringPolymerPhysicsContent高分子的聚合方法Polymerization聚合物的分子设计Mole

2、culardesignofthepolymer聚合物的化学反应ReactionsofthePolymer高分子的老化、降解与回收Polymeraging,degradationandrecyclingPolymerization按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化分类在高分子化学发展的早期，曾根据单体和聚合物的组成和结构上发生的变化，将聚合反应分为加聚反应和缩聚反应。加聚反应（additionpolymerization）单体经加成反应的聚合过程称为加聚反应。大多数烯类单体和炔类单体的聚合过程都是加聚反应。缩聚反应（condensationpolymerizat

3、ion）缩聚反应通常是官能团间的反应，除了形成聚合主产物缩聚物以外，根据官能团种类的不同，还有水、醇、氨、氯化氢等低分子副产物产生。Polymerization按聚合机理或动力学分类连锁聚合（chainpolymerization）Chain(growth)polymerizationisapolymerizationtechniquewhereunsaturatedmonomermoleculesaddontoagrowingpolymerchainoneatatime.Itcanberepresentedwiththechemicalequation:nM(M

4、)n逐步聚合（Steppolymerization）Step(growth)polymerizationreferstoatypeofpolymerizationmechanisminwhichbi-functionalormultifunctionalmonomersreacttoformfirstdimers,thentrimers,longeroligomersandeventuallylongchainpolymers.ChainPolymerization连锁聚合反应是合成碳链聚合物的聚合反应；由多个机理不同基元反应组成，反应速率和活化能差别大；单体只能

5、与活性中心反应生成新的活性中心，单体之间不能反应；反应体系始终是由单体、聚合产物和微量引发剂及含活性中心的增长链所组成；聚合产物的相对分子质量一般不随单体转化率而变。基元反应连锁聚合链引发（Chaininitiation）链增长（Chainpropagation）链终止（Chaintermination）ChainPolymerization活性中心（reactivecenter)可以是自由基、阳离子和阴离子，它进攻单体的双键，使单体的π键打开，与之加成，形成单体活性种，而后进一步与单体加成，促使链增长。均裂:R••R2R•（自由基）异裂:A••BA••（阴离子）

6、+B（阳离子）连锁聚合的单体（monomer）发生连锁聚合反应的单体大致分为三类：含碳碳双键的单烯类和共轭双烯类单体；羰基化合物和杂环化合物。单体聚合的条件热力学方面:单体和聚合物的自由焓差ΔG应小于零。动力学方面:需有适当的引发剂、温度等动力学条件。-+ChainPolymerization自由基聚合freeradicalpolymerization阳离子聚合cationicpolymerization阴离子聚合anionicpolymerization配位聚合coordinationpolymerization烯类单体聚合类型自由基阴离子阳离子配位CH2=CH

7、2++CH2=CH2CH3+CH2=CHCH=CH2++∆+CH2=C(CH3)CH=CH2∆+∆+CH2=CHC6H5+∆∆∆CH2=CHCl+∆CH2=CCl2+∆CH2=CHF+CH2=CF2+CH2=CHOCOCH3+CH2=C(CH3)COOCH3+∆∆CH2=CHCN+∆∆CH2=CH-OR+∆∆:available+:industrializedChainPolymerizationCOOCOOCOO2CHH2C+COOCOOCHCH2ka过氧化苯甲酰（BenzoylPeroxide，BPO）均裂生成活性自由基；I.Chaininitiation活性

8、自由基进攻