缩聚物 - 缩聚物.ppt

第三章缩聚反应与逐步聚合反应学习目的: 学习掌握缩聚反应的基本概念、基本特点和类型; 掌握缩聚反应的基本规律和应用。§3-1 缩聚反应的特点与分类●定义 缩聚反应是由含两个或两个以上官能团的单体或各种低聚物之间的缩合反应。式中和可取 1,2,3,4,5, ······ 等任意正整数; M为单体残基。●应用 通过缩聚反应合成的高聚物主要用于工程塑料、纤维、橡胶、黏合剂和涂料等。●主要产品尼龙 涤纶 酚醛树脂 脲醛树脂 氨基树脂 醇酸树脂 不饱和聚酯 环氧树脂 硅橡胶 聚碳酸酯等[M][M][M] + mn m+n §3-1 缩聚反应的特点与分类一、缩聚反应的特点●缩聚反应的特点 缩聚反应的逐步性、可逆性和复杂性。●缩聚反应与加聚反应的比较按链段进行几何级数减少类似于单体多数不同于单体组成不一定必需无明显链引发、链增长、链终止等基元反应,增长活化能较高,聚合速率较慢,以小时计。热效应较小, △H约为 21kJ/mol ;聚合临界温度低( 40~50℃);一般温度下为可逆反应。开始迅速增加,但很快平稳。随时间增加而增加。按链节进行算术级数不变不同于单体与单体组成相同必需分为链引发、链增长、链终止等基元反应,增长活化能小,反应速率极快,以秒计。热效应较大, △H约为 84kJ/mol ;聚合极限温度高( 200 ~300 ℃);一般温度下为不可逆反应。随时间的延长而增加。开始迅速增加,但很快平稳。分子链形成特点聚合度与反应级数关系反应过程中活性大分子数目活性大分子反应中心结构聚合产物与单体组成引发剂或催化剂聚合机理和聚合速率热效应及反应平衡单体转化率与时间的关系产物相对分子质量与时间的关系缩聚反应加聚反应比较项目§3-1 缩聚反应的特点与分类二、缩聚反应的分类●按产物大分子的几何形状分类〆线型缩聚条件: 参加反应单体都带有两个官能团;大分子向两个方向增长;产物为线型结构。通式: 实例: n aAa + nn bBb a [ AB ] b (2n-1)ab + n aAb n a [ A ] b (n-1)ab + 二、缩聚反应的分类●按产物大分子的几何形状分类〆线型缩聚条件: 参加反应单体都带有两个官能团;大分子向两个方向增长;产物为线型结构。通式: 实例: 二、缩聚反应的分类●按产物大分子的几何形状分类〆线型缩聚条件: 参加反应单体都带有两个官能团;大分子向两个方向增长;产物为线型结构。通式: 实例: n HOOC -R- COOH n HO -R’- OH HO [ OC -R- CO -O-R’-O]H (2n-1)H 2O ++ n HOOC -R- COOH n HOOC -R- COOH n聚酯 n H 2N-R’- NH 2 n HOOC -R- COOH + HO [ OC -R- CO - NH -R’- NH ]H (2n-1)H 2O+ n聚酰胺+ n HO -R- COOH HO [O-R- CO ]H n (n-1)H 2O 聚酯§3-1 缩聚反应的特点与分类〆体型缩聚条件: 参加反应的单体中至少有一种带有两个以上官能团;大分子向三个以上方向增长;产物为体型结构。通式: 实例: 酚醛树脂●按参加反应的单体种类分类〆均缩聚(一种单体参加的缩聚反应) 实例: ω-氨基酸、ω-羟基酸等单体进行缩聚反应。〆混缩聚(两种单体参加的缩聚反应) 实例:二元酸与二元胺、二元酸与二元醇等单体进行缩聚反应。〆共缩聚(在均缩聚体系和混缩聚体系加入其它单体进行的缩聚反应) n a-A-a + n b-B-b b ~A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A~ ~A-B-A~ ~A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A~ AA A A~ A~ AA~ §3-1 缩聚反应的特点与分类●按反应中生成的键合基团分类有机硅树脂- Si-O- 聚硅醚化反应聚烷烃[ CH 2] 聚烷基化反应脲醛树脂- NH -C- NH - CH 2- 脲醛缩聚反应酚醛树脂酚醛缩聚反应聚氨酯类-O-C- NH - 聚氨酯化反应聚苯醚,环氧树脂,聚苯硫醚,聚硫橡胶-O- -S- 聚醚化反应尼龙-6,尼龙-66 ,尼龙-1010 ,尼龙-610 -C- NH - 聚酰胺化反应涤纶,聚碳酸酯,不饱和聚酯,醇酸树脂-C-O- 聚酯化反应典型产品键合基团反应类型 OH OOOO - - CH 2- n §3-1 缩聚反应的特点与分类●按反应热力学的特征分类〆平衡缩聚(平衡常数小于 10 3) 〆不平衡缩聚(平衡常数大于 10 3)§3-2 缩聚反应的单体说在前面●官能团与活性中心 官能团是指单体分子中能参加反应并能表征反应类型的原子团,其中直接参加反应的部分称为活性中心。●作用 官能团决定