引发剂种类> 自由基聚合:
采用受热易产生自由基的物质作为引发剂<偶氮类
过氧类
氧化还原体系
引发剂的性质只影响引发反应,用量影响Rp和
> 离子聚合:
采用容易产生活性离子的物质作为引发剂
* 阳离子聚合:亲电试剂,主要是Lewis酸,需共引发剂
* 阴离子聚合:亲核试剂,主要是碱金属及其有机化合物
引发剂中的一部分,在活性中心近旁成为反离子
其形态影响聚合速率、分子量、产物的立构规整性单体结构
自由基聚合<带有弱吸电子基的乙烯基单体
共轭烯烃
离子聚合:对单体有较高的选择性
<阳离子聚合:阳离子聚合:带有强推电子取代基的烯类单体
共轭烯烃(活性较小)阴离子聚合:带有强吸电子取代基的烯类单体
共轭烯烃
环状化合物、羰基化合物
溶剂的影响
自由基聚合<向溶剂链转移,降低分子量
笼蔽效应,降低引发剂效率 f
溶剂加入,降低了[M],Rp略有降低
水也可作溶剂,进行悬浮、乳液聚合
离子聚合<溶剂的极性和溶剂化能力,对活性种的形态有较大影响:离子对、自由离子影响到RRp、Xn 和产物的立构规整性
溶剂种类:阳:卤代烃、CS2、液态SO2、CO2;阴:液氨、醚类(THF、二氧六环)
反应温度自由基聚合:取决于引发剂的分解温度,50 ~80 ℃
离子聚合:引发活化能很小
为防止链转移、重排等副反应,在低温聚合,阳离子聚合常在-70 ~-100 ℃进行。聚合机理
自由基聚合:多为双基终止<双基偶合
双基歧化
离子聚合:具有相同电荷,不能双基终止<无自加速现象
阳:向单体、反离子、链转移剂终止
阴:往往无终止,活性聚合物,添加其它试剂终止
机理特征:自由基聚合:慢引发、快增长、速终止、可转移阳离子聚合:快引发、快增长、易转移、难终止
阴离子聚合:快引发、慢增长、无终止
阻聚剂种类自由基聚合:氧、DPPH、苯醌
阳离子聚合:极性物质水、醇,碱性物质,苯醌
阴离子聚合:极性物质水、醇,酸性物质,CO2
问题:有DPPH和苯醌两种试剂,如何区别三种反应?
自由基共聚 1.一两种单体共聚为例,说明无规共聚、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有什么差异?在 这些共聚物名称中,对前后单体的位置有什么规定? 解:无规共聚物:聚合物中两结构单元M1、M2无规排列,而且M1、M2连续的单元数不多。名称中前一单体为主单体,后一单体为第二单体。 交替共聚物:聚合物中两单元M1、M2严格相间呈交替排布,名称前后单体互换也可。 嵌段共聚物:有较长的M1链段和另一较长链段M2构成的大分子,每一链段可以长达几百到几千结构单元,缩写通式PM1-b-PM2。名称中前后单体常代表单体加入次序。 接枝共聚物:主链由一种单元组成,支链则由另一种单元组成,缩写通式为PM1-g、-PM2。名称中前单体为主链,后单体为支链。 2.推导二元共聚合物组成微分方程的基本假设有哪些?由此得到什么结论?他与推导自 由基均聚物动力学的基本假设有什么异同? 解:二元共聚物组成的微分方式是: d[M1]/d[M2]=[M1]/[M2]×{r1[M1]+[M2]}/{r2[M2]+[M1]} 该方程式是在以下假设条件下推导出来的: 1)活性链的活性与链长无关; 2)活性链的活性仅取决于末端单元结构; 3)聚合反应为不可逆; 4)共聚物的聚合度很大,引发和终止对共聚物的组成无影响; 5)两种活性链相互转变的速率相等。 满足以上假设条件的二元共聚反应可用于上述共聚物组成微分方程计算投料组成和瞬间形成的共聚物组成之间的关系。出自由基聚合外,阴离子或阳离子共聚时,原则上也可用上述共聚物组成也能够微分方程进行计算。但是,对于有解的二元共聚、有前末端效应的共聚以及多活性种的二元共聚。 应该强调指出的是,这个方程仅反映了共聚物瞬时组成与单体组成之间的关系。通常仅适用于低转化率。这是因为两单体的竞聚率不同,随着工具反映的进行,投料比不断发生变化,只有低转化率时所得的共聚物组成才近似与起始投料组成相对应。 3.何谓竟聚率和单体的相对活性? 解:竞聚率是单体均聚链增长和共聚链增长速率常数之比。 即r1=k11/k12,r2=k22/k21;单体相对活性是指两种单体对同一链自由基反应(增长)速率常数之比,即M1的相对活性为1/r2,M2的相对活性为1/r1. 4.说明竞聚率r1与r2的意义并说明如何用r1、r2来计算单体的相对活性? 解:M1的竞聚率是r1=k11/k12,他表达的是链自由基~M1·与单体M1反应时的速率常数和他与单体M2反应时速率常数之比;M2的竞聚率是r2=k22/k21,即链自由基~M2·与单体M2反应时的速率常数和他与单体M1反应时速率常数之比。 竞聚率的倒数1/r1= k12/ k11,1/r2= k21/ k22表示同一自由基和异种单体的交叉增长率速率常数之比,因此单体M1的相对活性应为1/r2,单体M2的相对活性应为1/r1。 5.理想共聚和理想恒比共聚的区别是什么? 解:理想恒比共聚是指共聚物组成和单体组成完全相同的共聚,其共聚物组成曲线为对角线。而理想共聚却是共聚物组成与单体组成成简单比例关系,其共聚物组成曲线不予恒比对角线相交。 6.解释下列名词: ⑴均聚合与共聚合,均聚物与共聚物; 解:一种单体进行的聚合反应成为均聚合,产物为均聚产物。有两种或两种以上单体进行
2. 下列烯类单体适于何种机理聚合自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合并说明原因。 CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2 答:CH 2=CHCl :适合自由基聚合,Cl 原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。 CH 2=CCl 2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。 CH 2=CHCN :自由基及阴离子聚合,CN 为吸电子基团。 CH 2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(CN )。 CH 2=CHCH 3:配位聚合,甲基(CH 3)供电性弱。 CH 2=CHC 6H 5:三种机理均可,共轭体系。 CF 2=CF 2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小。 CH 2=C(CN)COOR :阴离子聚合,取代基为两个吸电子基(CN 及COOR ) CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2:三种机理均可,共轭体系。 3. 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。 CH 2=C(C 6H 5)2 ClCH=CHCl CH 2=C(CH 3)C 2H 5 CH 3CH=CHCH 3 CH 2=CHOCOCH 3 CH 2=C(CH 3)COOCH 3 CH 3CH=CHCOOCH 3 CF 2=CFCl 答:CH 2=C(C 6H 5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。 ClCH=CHCl :不能,位阻效应,对称结构,极化程度低。 CH 2=C(CH 3)C 2H 5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。 CH 3CH=CHCH 3:不能,位阻效应,结构对称,极化程度低。
4. 下列单体适于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合,并说明理由。CH2=CHCl CH2=CHCl2CH2=CHCN CH2=C(CN)2CH2=CHCH3CH2=C(CH3)2 CH2=CHC6H5CF2=CF2CH2=C(CN)COOR CH2=C(CH3)-CH=CH2 CH2=CHCl 只能进行自由基聚合。Cl原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。 CH2=CHCl2能进行自由基和阴离子聚合,因为两个氯原子使诱导效应增强。 CH2=CHCN 适合自由基聚合和阴离子聚合。-CN是较强的吸电子取代基,并有共轭效应。 CH2=C(CN)2 CH2=CHCH3不能进行自由基、阳离子、阴离子聚合,只能进行配位聚合,因为一个甲基供电性弱,不足以使丙烯进行阳离子聚合。 CH2=C(CH3)2只能进行阳离子聚合。-CH3为推电子取代基,-CH3与双键有超共轭效应,两个甲基都是推电子取代基,其协同作用相当于强的推电子取代基,有利于双键电子云密度增加和阳离子进攻。 CH2=CHC6H5可进行自由基、阳离子、阴离子聚合。因为共轭体系中电子流动性大,容易诱导极化。 CF2=CF2适合自由基聚合。F原子体积小。 CH2=C(CN)COOR适合阴离子聚合,两个吸电子取代基其协同作用相当含有强的吸电子取代基,并兼有共轭效应,只能进行阴离子聚合。 CH2=C(CH3)-CH=CH2 5. 判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。 CH2=C(C6H5)2ClCH=CHCl CH2=C(CH3)C2H5CH3CH=CHCH3 CH2=C(CH3)COOCH3CH2=CHOCOCH3CH3CH=CHCOOCH3 CH2=CHCH3 CH2=C(C6H5)2不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为C6H5-取代基空间位阻大,只能形成二聚体。 ClCH=CHCl不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为单体结构对称,对1,2-二取代造成较大的空间位阻。 CH2=CHCH3与CH2=C(CH3)C2H5均不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。由于双键的电荷密度大,不利于自由基的进攻,且易转移生成较稳定的烯丙基型自由基,难于再与丙烯等加成转变成较活泼的自由基,故得不到高聚物,前者只能进行配位阴离子聚合,后者只能进行阳离子聚合。 CH3CH=CHCH3不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为结构结称、位阻大,且易发生单体转移生成烯丙基稳定结构。 CH2=C(CH3)COOCH3能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。因为是1,1-二元取代基,甲基体积较小,-COOCH3为吸电子取代基,-CH3为推电子取代基,均有共轭效应。 CH2=CHOCOCH3能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。 CH3CH=CHCOOCH3不能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。由于是1,2-二元取代基,结构结称,空间阻碍大。 CF2=CFCl能通过自由基聚合形成高相对分子质量聚合物。这是因为F原子体积很小,
第二章自由基聚合-习题 1.举例说明自由基聚合时取代基的位阻效应、共轭效应、电负性、氢键和溶剂化对单体聚合热的影响。 2.什么是聚合上限温度、平衡单体浓度?根据表3-3数据计算丁二烯、苯乙烯40、80℃自由基聚合时的平衡单体浓度。 3.什么是自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合? 4.下列单体适合于何种机理聚合:自由基聚合,阳离子聚合或阴离子聚合?并说明理由。 CH 2=CHCl,CH 2 =CCl 2 ,CH 2 =CHCN,CH 2 =C(CN) 2 ,CH 2 =CHCH 3 ,CH 2 =C(CH 3 ) 2 , CH 2=CHC 6 H 5 ,CF 2 =CF 2 ,CH 2 =C(CN)COOR, CH 2=C(CH 3 )-CH=CH 2 。 5.判断下列烯类单体能否进行自由基聚合,并说明理由。 CH 2=C(C 6 H 5 ) 2 ,ClCH=CHCl,CH 2 =C(CH 3 )C 2 H 5 ,CH 3 CH=CHCH 3 , CH 2=C(CH 3 )CO℃H 3 ,CH 2 =CH℃℃H 3 ,CH 3 CH=CHCO℃H 3 。 6.对下列实验现象进行讨论: (1)乙烯、乙烯的一元取代物、乙烯的1,1-二元取代物一般都能聚合,但乙烯的1,2-取代物除个别外一般不能聚合。 (2)大部分烯类单体能按自由基机理聚合,只有少部分单体能按离子型机理聚合。 (3)带有π-π共轭体系的单体可以按自由基、阳离子和阴离子机理进行聚合。 7.以偶氮二异丁腈为引发剂,写出苯乙烯、醋酸乙烯酯和甲基丙烯酸甲酯自由基聚合历程中各基元反应。 8.对于双基终止的自由基聚合反应,每一大分子含有1.30个引发剂残基。假定无链转移反应,试计算歧化终止与偶合终止的相对量。 9.在自由基聚合中,为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接? 10.自由基聚合时,单体转化率与聚合物相对分子质量随时间的变化有何特征?与聚合机理有何关系? 11.自由基聚合常用的引发方式有几种?举例说明其特点。 12.写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式。其中哪些是水溶性引发剂,哪些是油溶性引发剂,使用场所有何不同? (1)偶氮二异丁腈,偶氮二异庚腈。 (2)过氧化二苯甲酰,过氧化二碳酸二乙基己酯,异丙苯过氧化氢。 (3)过氧化氢-亚铁盐体系,过硫酸钾-亚硫酸盐体系,过氧化二苯甲酰-N,N二甲基苯胺。 13.60℃下用碘量法测定过氧化二碳酸二环己酯(DCPD)的分解速率,数据列于下 表,求分解速率常数k d (s -1 )和半衰期t 1/2 (hr)。
引发剂种类> 自由基聚合: 采用受热易产生自由基的物质作为引发剂<偶氮类 过氧类 氧化还原体系 引发剂的性质只影响引发反应,用量影响Rp和 > 离子聚合: 采用容易产生活性离子的物质作为引发剂 * 阳离子聚合:亲电试剂,主要是Lewis酸,需共引发剂 * 阴离子聚合:亲核试剂,主要是碱金属及其有机化合物 引发剂中的一部分,在活性中心近旁成为反离子 其形态影响聚合速率、分子量、产物的立构规整性单体结构 自由基聚合<带有弱吸电子基的乙烯基单体 共轭烯烃 离子聚合:对单体有较高的选择性 <阳离子聚合:阳离子聚合:带有强推电子取代基的烯类单体 共轭烯烃(活性较小)阴离子聚合:带有强吸电子取代基的烯类单体 共轭烯烃 环状化合物、羰基化合物 溶剂的影响 自由基聚合<向溶剂链转移,降低分子量 笼蔽效应,降低引发剂效率 f 溶剂加入,降低了[M],Rp略有降低 水也可作溶剂,进行悬浮、乳液聚合 离子聚合<溶剂的极性和溶剂化能力,对活性种的形态有较大影响:离子对、自由离子影响到RRp、Xn 和产物的立构规整性 溶剂种类:阳:卤代烃、CS2、液态SO2、CO2;阴:液氨、醚类(THF、二氧六环) 反应温度自由基聚合:取决于引发剂的分解温度,50 ~80 ℃ 离子聚合:引发活化能很小 为防止链转移、重排等副反应,在低温聚合,阳离子聚合常在-70 ~-100 ℃进行。聚合机理 自由基聚合:多为双基终止<双基偶合 双基歧化 离子聚合:具有相同电荷,不能双基终止<无自加速现象
阳:向单体、反离子、链转移剂终止 阴:往往无终止,活性聚合物,添加其它试剂终止 机理特征:自由基聚合:慢引发、快增长、速终止、可转移阳离子聚合:快引发、快增长、易转移、难终止 阴离子聚合:快引发、慢增长、无终止 阻聚剂种类自由基聚合:氧、DPPH、苯醌 阳离子聚合:极性物质水、醇,碱性物质,苯醌 阴离子聚合:极性物质水、醇,酸性物质,CO2 问题:有DPPH和苯醌两种试剂,如何区别三种反应?
2. 下列烯类单体适于何种机理聚合?自由基聚合、阳离子聚合还是阴离子聚合?并说明原因。 CH 2=CHCl CH 2=CCl 2 CH 2=CHCN CH 2=C(CN)2 CH 2=CHCH 3 CH 2=C(CH 3)2 CH 2=CHC 6H 5 CF 2=CF 2 CH 2=C(CN)COOR CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2 答:CH 2=CHCl :适合自由基聚合,Cl 原子是吸电子基团,也有共轭效应,但均较弱。 CH 2=CCl 2:自由基及阴离子聚合,两个吸电子基团。 CH 2=CHCN :自由基及阴离子聚合,CN 为吸电子基团。 CH 2=C(CN)2:阴离子聚合,两个吸电子基团(CN )。 CH 2=CHCH 3:配位聚合,甲基(CH 3)供电性弱。 CH 2=CHC 6H 5:三种机理均可,共轭体系。 CF 2=CF 2:自由基聚合,对称结构,但氟原子半径小。 CH 2=C(CN)COOR :阴离子聚合,取代基为两个吸电子基(CN 及COOR ) CH 2=C(CH 3)-CH=CH 2:三种机理均可,共轭体系。 3. 下列单体能否进行自由基聚合,并说明原因。 CH 2=C(C 6H 5)2 ClCH=CHCl CH 2=C(CH 3)C 2H 5 CH 3CH=CHCH 3 CH 2=CHOCOCH 3 CH 2=C(CH 3)COOCH 3 CH 3CH=CHCOOCH 3 CF 2=CFCl 答:CH 2=C(C 6H 5)2:不能,两个苯基取代基位阻大小。 ClCH=CHCl :不能,位阻效应,对称结构,极化程度低。 CH 2=C(CH 3)C 2H 5:不能,二个推电子基,只能进行阳离子聚合。 CH 3CH=CHCH 3:不能,位阻效应,结构对称,极化程度低。 CH 2=CHOCOCH 3:醋酸乙烯酯,能,吸电子基团。 CH 2=C(CH 3)COOCH 3:甲基丙烯酸甲酯,能。 CH 3CH=CHCOOCH 3 :不能,1,2双取代,位阻效应。 CF 2=CFCl :能,结构不对称,F 原子小。 计算题 1. 甲基丙烯酸甲酯进行聚合,试由H ?和S ?来计算77℃、127℃、177℃、227℃时的平衡单体浓度,从热力学上判断聚合能否正常进行。 解:由教材P75上表3-3中查得:甲基丙烯酸甲酯H ?=mol ,S ?=mol K 平衡单体浓度:)(1]ln[ΘΘ ?-?= S T H R M e T=77℃=,=e M ]ln[*10-3 mol/L T=127℃=,=e M ]ln[L T=177℃=,=e M ]ln[L T=227℃=,=e M ]ln[L
第三章自由基共聚合 一、课程主要内容 ⒈自由基共聚合反应概述:共聚物的分类与命名;研究自由基共聚合反应的意义。 ⒉二元共聚物组成与原料组成的关系:共聚物组成微分方程的推导及讨论;共聚类型及共聚物组成曲线。 ⒊共聚反应的竞聚率的测定:直线交点法;截距斜率法;积分法。 ⒋控制共聚物组成的方法:调节起始单体配比的一次投料法;连续补加活泼单体的投料法;连续补加混合单体的投料法。 ⒌单体的相对活性和自由基的活性:单体的相对活性和自由基的活性;影响单体活性和自由基活性的因素;Q-e概念。 通过学习第三章,掌握共聚物的分类与命名,两单体共聚的倾向,截距斜率法测定竞聚率;熟练掌握二元共聚物组成与原料组成的关系,控制共聚物组成的方法;而对单体的相对活性和自由基的活性,Q-e概念作一般了解。 二、试题与答案 本章试题有基本概念题、填空题、选择填空题、简答题和计算题。 ㈠基本概念题 ⒈自由基共聚合反应:两种或两种以上单体混合物,经引发聚合后形成的聚合物大分子链中含有两种或两种以上单体单元的聚合过程,称为自由基共聚合反应,简称自由基共聚。 ⒉无规共聚物:共聚物大分子链中两种单体单元毫无规律排列。M1、M2连续的单元数不多; ⒊交替共聚物:共聚物大分子链中两种单体单元严格相间排列的共聚物。 ⒋嵌段共聚物:由较长的M1链段和另一较长的M2链段构成的共聚物; ⒌接枝共聚物:接枝共聚物主链由一种(或两种)单体单元构成,支链由另一种(或另两种)单体单元构成的共聚物。 ⒍共聚合和共聚物:两种或两种以上单体混合物,经引发聚合后,形成的聚合物其大分子链中,含有两种或两种以上单体单元的聚合过程,称为共聚合反应,。大分子链中含有两种或两种以上单体单元的聚合物称为共聚物。 ⒎共聚物组成:共聚物大分子链中单体单元的比例即为共聚物组成。 ⒏竞聚率:均聚链增长反应速率常数与共聚链增长反应速率常数之比。 ⒐竞聚率r1、r2的物理意义:r1是单体M1均聚链增长反应速率常数与M2共聚链增长反应速率常数之比。r2是单体M2均聚链增长反应速率常数与M1共聚链增长反应速率常数之比。r1、r2表征两种单体的相对活性。 ㈡填空题 ⒈根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。
自由基共聚合练习题 一、填空题: 1、根据共聚物大分子链中单体单元的排列顺序,共聚物分为_______、______、 ______和______。 2、共聚中控制聚合物平均组成的方法_____、_____。 3、竞聚率的物理意义是____,对于r1=r2=1的情况,称为__,r1=r2=0,称_____,而r1<1和r2<1时,共聚组成 曲线存在恒比点,恒比点原料组成公式为__。 4、从竞聚率看,理想共聚的典型特征为_____。 5、M1-M2两单体共聚, r1=0.75,r2= 0.20。其共聚曲线与对角线的交点称为_____。若f10=0.80,随共聚进行到某一时刻,共聚物组成为F1,单体组成为f1,则f1_____f10,F1____F10(大于或小于)。 6、单体的相对活性习惯上用_____判定,自由基的相对活性习惯上用_____判定。在 Q—e值判断共聚行为时,Q代表_____,e代表_____。 二、选择题: 1.下列单体中,与丁二烯(e=1.05)共聚时,交替倾向最大的是() A.PS(e=-1.08) B.马来酸酐(e=2.25) C.醋酸乙烯(e=-0.22) D.丙烯腈(e=1.2) 2.一对单体工具和的竞聚率r1和r2的值将随() A.局和时间而变化 B.局和温度而变化 C.单体配比不同而变化 D.单体的总浓度而变化 3.已知一对单体在进行共聚合反应时获得了恒比共聚物,其条件必定是() A、r1=1.5,r2=1.5 B、r1=0.1,r2=1.0 C、r1=0.5,r2=0.5 D、r1=1.5,r2=0.7 4.在自由基聚合中,竞聚率为()时,可得到交替共聚物。 A 5.下列共聚中,理想共聚是(),理想恒比共聚是(),交替共聚是() A.r1r=1 B.r1=r2=1 C.r1=r2 D.r1=r2=0 6.当r1>1 r2<1时,若提高聚合反应温度,反应将趋向于() A 交替共聚 B 理想共聚 C嵌段共聚 D恒比共聚 7.当两种单体的Q.e值越接近则越() A.越难共聚 B。趋于理想共聚 C.趋于交替共聚 D.趋于恒比共聚 8.两种单体的Q和e值越接近,就( ) A.难以共聚 B.倾向于交替共聚 C.倾向于理想共聚 D.倾向于嵌段共聚 9.有机玻璃板材是采用( ) A、本体聚合 B、溶液聚合 C、悬浮聚合 D、乳液聚合 三、概念题: 1、共聚物 2、自由基共聚合反应 3、竞聚率 4、理想恒比共聚 5、Q,e概念
自由基聚合机理 烯类单体的加聚反应多属连锁聚合,连锁聚合反应由链引发、链增长、链终止等基元反应组成,各步的反应速率和活化能相差很大。连锁聚合链引发形成活性中心(或称活性种),活性中心不断与单体加成而使链增长(单体之间并不反应),活性中心的破坏就是链终止。自由基、阳离子、阴离子都可能成为活性中心引发聚合,故连锁聚合又可分为自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合等,其中自由基聚合产物约占聚合物总产量的60%。 热力学上能够聚合的单体对聚合机理的选择是有差异的,如氯乙烯只能自由基聚合、异丁烯只能阳离子聚合、MMA可以进行自由基聚合和阴离子聚合、苯乙烯则可按各种连锁机理聚合。 自由基聚合产物约占聚合物总产量60%以上,其重要性可想而知。高压聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯类、聚丙烯腈、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、ABS树脂等聚合物都通过自由基聚合来生产。本节将对自由基链式聚合反应作较详细的讨论。 自由基聚合的基元反应 烯类单体的自由基聚合反应一般由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。此外,还可能伴有链转移反应。现将各基元反应及其主要特征分述如下。 1 链引发 链引发反应是形成单体自由基活性种的反应。用引发剂引发时,将由下列两步组成:(1)引发剂I分解,形成初级自由基R?; (2)初级自由基与单体加成,形成单体自由基。 单体自由基形成以后,继续与其他单体加聚,而使链增长。 比较上述两步反应,引发剂分解是吸热反应,活化能高,约105~150kJ/mo1,反应速率小,分解速率常数约10-4~10-6s-1。初级自由基与单体结合成单体自由基这一步是放热反应,活化能低,约20~34kJ/mo1,反应速率大,与后继的链增长反应相似。但链引发必须包括这一步,因为一些副反应可以使初级自由基不参与单体自由基的形成,也就无法继续链增长。 有些单体可以用热、光、辐射等能源来直接引发聚合。这方面的研究工作不少,苯乙烯热聚合已工业化;紫外光固化涂料也已大规模使用。 2 链增长 在链引发阶段形成的单体自由基,仍具有活性,能打开第二个烯类分子的π键,形成新的自由基。新自由基活性并不衰减,继续和其他单体分子结合成单元更多的链自由基。这个过程称做链增长反应,实际上是加成反应。 为了书写方便,上述链自由基可以简写成,其中锯齿形代表由许多单元组成的碳链骨架,基团所带的独电子系处在碳原子上。 链增长反应有两个特征:一是放热反应,烯类单体聚合热约55~95kJ/mol;二是增长活化能低,约20~34KJ/mol,增长速率极高,在0.01~几秒钟内,就可以便聚合度达到数千,甚至上万。这样高的速率是难以控制的,单体自由基一经形成以后,立刻与其他单体分子加成,增长成活性链,而后终止成大分子。因此,聚合体系内往往由单体和聚合物两部分组成,不存在聚合度递增的一系列中间产物。 对于链增长反应,除了应注意速率问题以外,还须研究对大分子微观结构的影响。在链增长反应中,结构单元间的结合可能存在“头-尾”和“头-头”或“尾-尾”两种形式。经实验证明,主要以头-尾形式连接。这一结果可由电子效应和空间位阻效应得到解释。对一些取代基共轭效应和空间位阻都较小的单体聚合时头-头结构会稍高,如醋酸乙烯酯、偏二氟
自由基聚合反应的特征教案 生命科学学院 03091115 朱孙燕 一、教学目标 1、根据机理分析,重点掌握自由基聚合机理的特征。 2、根据自由基聚合反应中各基元反应的速率和活化能大小,将其概括为慢反应、快增长 和速终止。 3、利用图象的关系直观地了解聚合度、单体转化率和时间的关系。 4、了解自由基聚合反应的有利条件。 二、教学重点与难点 1、将自由基聚合反应概括为慢引发、快增长和速终止。 2、利用图象的关系直观地了解聚合度、单体转化率和时间的关系。区分聚合度和转化率 与时间的关系。 三、教学方式 利用多媒体教学 四、教学过程 1、引言 通过以上几位同学的分析,大家应该对自由基聚合反应的机理有了定性的理解,接下来让我和大家一起来学习一下自由基聚合反应的特征。 (多媒体课件展示5条特征,让同学对整体先有一个了解,接下来逐个进行分析。)2、提问:通过以上学习,我们可以得出自由基聚合反应在微观上可以明显地区分为哪些 基元反应? 回答:链的引发、增长、终止和转移等。 3、特征①讲解分析:在前面的链引发、增长、终止的学习中,我们已经知道链的引发速 率是最小的,而活化能是最高的;链的增长速率极高,而活化能很低;链的终止速率极高,而活化能很低,甚至为零。从中我们可以很明显地根据瓶颈效应得出,链的引发速率是控制整个聚合速率的关键。因此我们还可以将自由基聚合反应特征概括为:慢引发、快增长和速终止。 4、特征②(只有链增长反应才使聚合度增加)、③(延长聚合时间主要提高转化率)。 讲解分析:在学习链引发、增长、终止时我们很明显可以知道只有链增长反应才使聚合度增加。一个单体分子从引发、经增长和终止,转变成大分子,时间极短,不能停留在中间聚合度阶段,反应混合物紧由单体和聚合物组成。在学习链增长时我们已经
自由基共聚课后习题 1. P170:根据大分子微观结构,共聚物可分为:无规、交替、嵌短、接枝共聚物四种。 2. P172-175: 3. [] []= 2 1 M d M d[] []? 2 1 M M[][] [][] 2 2 1 2 1 1 M r M M M r + + = 1 F 2 2 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2f r f f f r f f f r + + + 4.
5. [][]=21M d M d [][]?21M M [][][][]221211M r M M M r ++ =1F 2 2 221211212 112f r f f f r f f f r +++ 示意图: 6. 7. 注意:课后习题中为方便计算,r 1改为2.0。 所用公式: 221r r -= α ; 111r r -=β ; ()()2121111r r r r - --=γ ; 2 12 21r r r ---=δ 因转化率大与10%,只能用积分公式计算 式 中 15 .015 .0122=-=-= r r α ; 22 12 111-=-=-= r r β ; ()()0) 5.01()2.01(5 .021*******=-?-?-=---= r r r r γ ; 15.05.05.0225.0121212-=-=---=---= r r r δ 又因C%=50%,f 10=0.5,f 20=0.5
8. 由于在共聚反应中,两单体的共聚活性不同,其消耗程度就不一致,故体系物料配比就不断改变,所得共聚物的组成前后不均一。所以要获得组成均一的共聚物,主要控制方法有: 9. r 1=0.02<1,r 2=0.3<1,r 1 r 2=0.006,所以为有恒比点的理想共聚。 恒比点处: ()=c F 1()= c f 121221r r r ---=42.068 .17 .03.002.023.01==--- 而初始投料比f 10= 47.054 5353475347 =+ 初始投料比在恒比点附近,因此用这种比例一次投料时,在高转化率下停止反应时,可得到均一性较好的共聚物。 又如下例:
1、自由基向()转移,导致诱导分解,使引发剂效率降低,同时也使聚合度降低。 A、引发剂 B、单体 C、高分子链 D、溶剂 2、下列反应过程能使自由基聚合物聚合度增加的是() A、链增长反应 B、链引发反应 C、链转移反应 D、链终止反应 3、自由基聚合体系中出现自动加速现象的原因是。 A、单体浓度降低 B、引发剂浓度降低 C、体系温度升高 D、体系粘度增大 4、对于自由基聚合,在其他条件保持不变的前提下升高聚合温度,得到的聚合物的分子量将。 A、减小 B、说不准 C、不变 D、增大 5、生产聚氯乙烯时,决定产物分子量的因素是。 A、聚合温度 B、引发剂种类 C、引发剂浓度 D、单体浓度 6、在高压聚乙烯(LDPE)中存在长支链,其形成原因是。 A、向引发剂链转移 B、分子内链转移 C、向聚合物的链转移 D、向单体的链转移 7、α-甲基苯乙烯的Tc=25℃,则在下列()条件下可能形成高聚物。 A、聚合温度≥25℃ B、聚合温度=25℃ C、聚合温度<25℃ 8、苯乙烯在60℃进行自由基聚合时的链终止方式为。 A、偶合终止 B、歧化终止 C、既有偶合终止也有歧化终止,但以歧化终止为主 D、既有偶合终止也有歧化终止,但以偶合终止为主 9、甲基丙烯酸甲酯在贮运过程中,为了防止聚合,可以考虑加入。 A、甲苯 B、AIBN C、对苯二酚 D、甲基乙烯基酮 10、本体聚合至一定转化率时会出现自动加速效应,这时体系中的自由基浓度和寿命τ的变化规律为。 A、[M*]增加,τ缩短 B、[M*]增加,τ延长 C、[M*]减少,τ延长 11、对于自由基聚合,聚合温度升高,歧化终止的比例将。 A、增大 B、说不准 C、减小 D、不变
《高分子化学》讲稿 第二章 (自由基聚合反应) 授课教师: 王利平 授课班级: 化工、精化
第二章 自由基聚合反应 自由基聚合(重点) <1> 单体结构与聚合机理的关系。 <2> 自由基聚合反应机理及特征。 <3> 主要引发剂类型及引发机理,AIBN 、BPO 结构式,引发剂分解动力学,半衰期,引发效率。 <4> 聚合反应动力学及影响聚合速率和分子量的因素(包括链转移反应)。 <5> 自动加速现象及原因。 <6> 链转移反应,阻聚,缓聚。 §2—1 概述 由单体合成聚合物的反应称为聚合反应。从反应机理出发,聚合反应分为两类:连锁聚合反应和逐步聚合反应。连锁聚合反应包括:自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合以及配位聚合。逐步聚合分为逐步缩合聚合和逐步加成聚合。 其中自由基聚合反应是高分子化学中研究的最多、最成功的一类反应。自由基聚合反应是合成高分子的一个非常重要的途径。据统计,能进行此反应的单体达2000种之多;世界上合成的聚合物中,加聚反应的产品占聚合物总量的70%以上,远远处于领先地位;其重要性可以想见。高压聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯类、聚丙烯腈、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、ABS 树脂等聚合都是通过自由基聚合来生产。自由基聚合理论在研究上比较完善。学好本章一方面为生产和科研提供理论依据,另一方面为学习其他连锁聚合反应奠定基础。 一、连锁聚合反应 1. 定义:由引发剂产生活性种而引发的聚合反应,一般由链引发、链增长和链终止等基元反应组成。 链引发:由引发剂I 产生活性种R*,活性种与M 反应,生成单体活性种的过程:?????→+→*** RM M R R I 链增长:**3*2*n M M RM RM RM RM →→?→??→?K ,* RM 不断向M 加成并使链增长的过程。 链终止:)('* '* 偶合终止R M RM RM RM n n n n -→+ 一般由烯类单体加聚而成的高聚物,其反应机理绝大部分属于连锁聚合反应机理。 2. 连锁聚合反应特征: ① 基元反应: 连锁聚合反应一般由链引发、链增长和链终止等基元反应组成,其中以链引发速率为最 小,为决速步骤. ② 增长反应主要是以一增长活性种为中心, 通过单体逐一加到链的活性中心上,只有链增长才能使聚 合度增加, 且链增长速度极快, 1s 内就可以使聚合度增长到成千上万,因此反应体系中无中间产物。反应体系中除了少量的引发剂外,仅只有单体和聚合物组成。 ③ 在整个反应中,单体浓度逐渐减少,聚合物浓度逐渐增加;延长聚合时间主要是为了提高转化率。
自由基聚合反应的定义;是烯烃单体借助于光、热、辐射、引发剂的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体连锁聚合形成高聚物的化学反应。 链转移;链自由基与其他分子作用,链自由基失去活性成为稳定高分子链,其它分子转变为新自由基,并能继续进行链增长的过程。 体型缩聚的定义;是指某一双官能度单体与另一官能度大于2的单体一起缩聚时,先进行支化而后形成交联结构的三维体型缩聚物的缩聚过程 反应程度;缩聚反应中,已参加反应的官能团数目占起始官能团数目的百分比,反应程度越大,产物平均聚合度越大 凝胶化和凝胶点;体型缩聚反应的特点是当缩聚反应进行到一定程度时,反应体系的粘度突然增加,出现不熔不溶的弹性凝胶现象,称为凝胶化,该反应程度为凝胶点 本体聚合;在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,只有单体本身在引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合反应的一种方法 手性碳原子;当碳原子成键时所连的四个原子或基团都各不相同,称为手性碳原子或不对称碳原子 自由基型乳液聚合;是指在用水作介质的乳状液中按胶束机理进行的聚合反应,体系由单体。水。乳化剂及水溶性引发剂组成 热塑性塑料;成型后再加热可重新软化加工而化学组成不变的一类塑料。其树脂在加工前后都为线性结构,加工中不发生化学变化,具有可溶可熔的特点 热固性塑料;成型后不能再加工软化而重复加工的一类塑料。其树脂在加工前为线性预聚物,加工中发生化学交联反应使制品内部称为三维网状结构,具有不熔不溶的特点 1加聚反应,延长时刻;增大单体转化率率随T增大而增大,单体分子量随T增大而影响不大 ⑴聚合过程可分为链引发,链增长,链终止 ⑵单体分子量在瞬间的形成随后不随时间的变化而变化 ⑶单体转化率随时间延长而增加 ⑷反应速率快 2缩聚反应,延长时刻;相对分质量增加单体转化率不因T的增长而变化 ⑴产物相对分子质量是随时间增长而增长 ⑵反应初期单体转化率大 ⑶每步反应产物都可以单独分离 ⑷大多数为可逆反应 ACE----玻璃态高弹态黏流态普通弹性形变高弹性形变不可逆弹性形变(可塑性) 运动单元;玻璃态---测基与链接的运动 高弹态---链接运动 黏流态---整个高分子链的运动 塑料纤维物理学状态----玻璃态温度范围Tb—Tg 橡胶---高弹态Tg—Tf Tg使用意义;塑料使用时的耐热温度,橡胶使用的耐寒温度 Tf;橡胶使用的最高温度,非晶态高聚物成型加工的最低温度 Td;高聚物材料成型加工不能超过的温度
第 二 章 自由基链式聚合反应 2.1 链 式 聚 合 反 应 概 述 2.1.1 一般性特征 逐步聚合反应是由单体及不同聚合度中间产物之间,通过功能基反应来进行的。链式聚合反应则是通过单体和反应活性中心之间的反应来进行,这些活性中心通常并不能由单体直接产生,而需要在聚合体系中加入某种化合物,该化合物在一定条件下生成聚合反应活性中心,再通过反应活性中心与单体加成生成新的反应活性中心,如此反复生成聚合物链。其中加入的能产生聚合反应活性中心的化合物常称为引发剂。引发剂(或其一部分)在反应后成为所得聚合物分子的组成部分。(以乙烯基单体聚合为例) 增长链聚合物链 链式聚合反应的基本特征 a. 聚合过程一般由多个基元反应组成; b. 各基元反应机理不同,反应速率和活化能差别大; c. 单体只能与活性中心反应生成新的活性中心,单体之间不能反应; d. 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; e. 聚合产物的分子量一般不随单体转化率而变。(活性聚合除外)。 单体转化率 产物平均聚合度 根据引发活性种与链增长活性中心的不同,链式聚合反应可分为自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合等。 I R R* +H 2C CH X R CH 2CH*X 链增长活性中心 引发剂分解或离解
2.1.2 烯类单体的聚合反应性能 单体的聚合反应性能(适于何种聚合机理)与其结构密切相关。乙烯基单体(CH2=CHX)的聚合反应性能主要取决于双键上取代基的电子效应。 (1)为给(推)电子基团 因此带给电子基团的烯类单体易进行阳离子聚合,如X = -R, (2) X为吸电子基团 由于阴离子与自由基都是富电性的活性种,因此带吸电子基团的烯类单体易进行阴离子聚合与自由基,如X = -CN,-COOR,-NO2等;但取代基吸电子性太强时一般只能进行阴离子聚合。如同时含两个强吸电子取代基的单体:CH2=C(CN)2等 AA 自由基:2A CH=CHX A CH2CH X AB 阳离子 CH=CHX A CH2 H C X A+B- δ+B δ- AB 阴离子 CH=CHX A CH2 H C X A-B+ δ+ B δ- H2C CH 2 H H2C CH R CH 2 C H
第四章自由基共聚合 思考题4.2试用共聚动力学和概率两种方法来推导二元共聚物组成微分方程,推导时有哪些基本假定? 答(1)采用共聚动力学方法,作如下假设:①等活性假设;②无前末端效应;③无解聚反应;④共聚物组成仅由增长反应决定,与引发、终止无关;⑤稳态假设,体系中自由基浓度不变。 思考题4.3说明竞聚率r1、r2的定义,指明理想共聚、交替共聚、恒比共聚时竞聚率数值的特征。 答r1=k11、k12即链自由基M·与单体M1的反应能力和它与单体M2的反应能力之比,或两单体M l、M2与链自由基M·反应时的相对活性。 计算题 4.1氯乙烯-醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯两对单体共聚,若两体系中醋酸乙烯酯和苯乙烯的浓度均为15%(质量分数),根据文献报道的竞聚率,试求共聚物起始组成。解(1)从文献报道看:氯乙烯-醋酸乙烯酯的竞聚率为:r1=1.68,r2=0.23。 由于共聚物中醋酸乙烯酯的质量分数为15%,氯乙烯的质量分数为85%,则相应的摩尔分数为:f1=0.886 f2=0.114 相应的共聚物组成为:F1=0.932 W1=0.909 因此起始时单元(氯乙烯)在共聚物中所占的质量分数为90.9%,所占的摩尔分数为93.2%。 (2)甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯的竞聚率为r1=0.46,r2=0.52 共聚物中苯乙烯的质量分数为15%,则甲基丙烯酸甲酯的质量分数为85%,于是:f1=0.855 f2=0.145 F1=0.3 W1=0.764 则甲基丙烯酸甲酯在聚合物中所占的质量分数为76.4%,摩尔分数为77.3%。 计算题4.2 甲基丙烯酸甲酯(M1)浓度=5 mo1·L-1,5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度:l mo1·L-1,竞聚率:r1=0.40,r2=0.69。 (1)计算共聚物起始组成(以摩尔分数计); (2)求共聚物组成与单体组成相同时两单体摩尔比。 解甲基丙烯酸甲酯(M1)浓度为5 mo1·L-1,5-乙基-2-乙烯基吡啶浓度l mo1·L-1,所以:f10=5/6 f20 =1/6 F10=0.725 即起始共聚物中,甲基丙烯酸甲酯的摩尔分数为72.5%。 因为,r1<1r2<1,此共聚体系为有恒比共聚点的非理想共聚,在恒比共聚点上配料时,所得的共聚物组成与单体组成相同,有:F1= f1= 0.34 所以,两单体摩尔比为:[M1]0/[M2]0=17/33
第三章自由基共聚合 3.1.概述 一.均聚反应与共聚反应 上一章我们讲的很多单体如st、vc等能够形成各种高聚物。这些高聚物的共同特点是分子中只有一个单体结构单元。我们把这种:只有一种单体参加的聚合反应称为均聚反应。。而丁苯橡胶、丁腈橡胶由两种或两种以上单体共同参与的聚合反应,称为共聚反应,新得聚合物称为共聚物。 二.共聚物分类 共聚物的性能不仅取决于单体单元的结构,相对数量,而且还与单体单元的排列方式有密切关系。下面以两种单体单元新组成的“二元共聚物”为例来说明。 共聚物按其单体单元在分子链内键按方式的不同,可分为无轨共聚物,崭段共聚物,接枝共聚物和交替共聚物。 (1)无轨共聚物:(random copolymer)共聚物中不同单体单元的排列是完全无规律的,称为无轨共聚物。如-ABAAAABABBABABBA…- AB连续的单元数不多,自一至数十不等,按一定几率分布。自由基连锁共聚所得的共聚物多居此类。 (2)交替共聚物:(alternative copolymer)共聚物中两种单体单元交替排列,严格相间。-ABABABABABABABABABABAB…- 如ST和MAN共聚物就居此类。 (3)崭段共聚物:(block copolymer)共聚物分子链中,两种单体单元各自排列成链段,两种均聚链段又通过共价键相互连接。-AAAABBBBAAAABBBB…- 又分为AB型和ABA型,AB 型AAAAAAABBBBBBB…(几百列几千个单体单元)如BD-ST崭段共聚物(SB),ABA型AAAABBBBAAAABBBBAAAA…如SBS (4)接枝共聚物:共聚物中由一种单体形成主链,接上由另一种单体形成的倒链,称为接枝共聚物。如:淀粉接枝丙烯腈,然后水解,制备超高吸水材料高分子。 以上四种共聚物,无规和交替系由一般共聚反应制得,而其他两种常常须用特殊方法制得。 三. 共聚物的命名. a.将两种单体名称已短线相连,前面冠以“聚”字,或在其后加“共聚物”二字。 如:聚氯乙烯-醋酸乙烯酯或氯乙烯-醋酸烯酯共聚物.聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯,或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物. b.对于共聚物中单体的系列排列方式是交替、无规、崭段、接枝,则只能添加文字另外说明,如:苯乙烯-马来酸肝交替共聚物. c.国际命名中常在两单体之间插入-CO-,-alt-,-g-,-b-来表示无规、交替、崭段、接枝共聚物。 如:聚苯乙烯-b-丁二烯 POLY(styrene-b-butadiene). 聚甲醛丙烯酸甲酯-g-苯乙烯POLY(MMA-g-ST). 四. 研究共聚反应的意义. 研究共聚物,在理论和实践上都有重大意义。 理论上,可通过共聚反应,研究共聚反映机理,借以确定单体、自由基、阴离子、阳离子等的化学结构与反应活性的关系,从而控制聚合物组成和结构组成,并可预言新的聚合物。实践上,均聚物种类有限,但某单体与第二单体共聚后,可以改变大分子的结构和性能,增加品种,扩大单体与应用范围。通过共聚,可以改变许多性能,如机械性能、弹性、塑性、柔软性、TG、塑化温度、TM、溶解性能、染色性能、表面活性等。性能改变的程度与第二、三单体的种类,数量以反排列方式有关。 如将丙烯腈和苯乙烯共聚物作支链,接在丁二烯主链上,所得三元共聚物,成ABS。其中丙烯腈有-cn基,能使聚合物耐化学腐蚀,提高制品的抗张强度和硬度;丁二烯使聚合物呈
第3章自由基聚合-习题参考答案 1、判断下列单体能否进行自由基聚合?并说明理由 H2C CHCl H2C CH H2C CCl2H2C CH2H2C C H2C CHCN H2C C(CN)2H2C CHCH3F2C CF2ClHC CHCl H2C C CH3 COOCH3H2C C CN COOCH3 HC CH OC CO O 答: (1)可以。Cl原子的诱导效应为吸电性,共轭效应为供电性两者相抵,电子效应微弱,只能自由基聚合。 (2)可以。为具有共轭体系的取代基。 (3)可以。结构不对称,极化程度高,能自由基聚合。 (4)可以。结构对称,无诱导效应共轭效应,较难自由基聚合。 (5)不能。1,1—二苯基乙烯,二个苯基具有很强的共轭稳定作用,形成的稳定自由基不能进一步反应。 (6)可以。吸电子单取代基。 (7)不可以。1,1双强吸电子能力取代基。 (8)不可以。甲基为弱供电子取代基。 (9)可以。氟原子半径较小,位阻效应可以忽略不计。 (10)不可以。由于位阻效应,及结构对称,极化程度低,难自由基聚合 (11)可以。1,1-双取代。 (12)可以。1,1-双取代吸电子基团。 (13) 不可以。1,2-双取代,空间位阻。但可进行自由基共聚。 2、试比较自由基聚合与缩聚反应的特点。
答: 自由基聚合:(1)由链引发,链增长,链终止等基元反应组成,其速率常数和活化能均不等,链引发最慢是控制步骤。 (2)单体加到少量活性种上,使链迅速增长。单体-单体,单体-聚合物,聚合物-聚合物之间均不能反应。 (3)只有链增长才是聚合度增加,从一聚体增加到高聚物,时间极短,中间不能暂停。聚合一开始就有高聚物产生。 (4)在聚合过程中,单体逐渐减少,转化率相应增加 (5)延长聚合时间,转化率提高,分子量变化较小。 (6)反应产物由单体,聚合物,微量活性种组成。 (7)微量苯酚等阻聚剂可消灭活性种,使聚合终止。 缩聚反应:(1)不能区分出链引发,链增长,链终止,各部分反应速率和活化能基本相同。 (2)单体,低聚物,缩聚物中任何物种之间均能缩聚,使链增长,无所谓活性中心。 (3)任何物种之间都能反应,使分子量逐步增加,反应可以停留在中等聚合度阶段,只在聚合后期才能获得高分子产物。 (4)聚合初期,单体缩聚成低聚物,以后再由低聚物逐步缩聚成高聚物,转化率变化微小,反应程度逐步增加。 (5)延长缩聚时间分子量提高,而转化率变化较小。 (6)任何阶段都由聚合度不等的同系缩聚物组成。 (7)平衡和基团非等当量可使缩聚暂停,这些因素一旦消除,缩聚又可继续进行。 3、解释下列概念: 歧化终止,偶合终止,引发剂效率,笼蔽效应,诱导效应,自动加速现象,诱导期,聚合上限温度,悬浮聚合,乳液聚合,增溶作用,临界胶束浓度,胶束,种子乳液聚合, 答: 歧化终止:链自由基夺取另一自由基的氢原子或其他原子终止反应。 偶合终止:两链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应。 引发剂效率:引发剂在均裂过程中产生的自由基引发聚合的部份占引发剂分解总量的分率,