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共聚合反应及其特点与分类

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)共聚合反应的特点及分类由两种或两种以上的单体共同聚合,得到含有两种或两种以上结构单元的聚合物,这种聚合物称为共聚物;这种聚合过程,称为共聚合反应。共聚物具有组成它的两种或多种单体的均聚物的综合特征,因此,又称为高分子合金。

共聚合反应及其特点与分类

(一)共聚合反应的特点及分类

由两种或两种以上的单体共同聚合,得到含有两种或两种以上结构单元的聚合物,这种聚合物称为共聚物;这种聚合过程,称为共聚合反应。二种单体共聚,称为二元共聚;二种以上单体共聚,称为多元共聚。

共聚物具有组成它的两种或多种单体的均聚物的综合特征,因此,又称为高分子合金。例如,含15~30%丙烯腈苯乙烯一丙烯腈共聚物,既保持了聚苯乙烯的透明性和加工性好的优点,又兼有聚丙烯腈的韧性好、耐热、耐油和耐腐蚀等特性。

共聚物的物理机械性能,取决于高分子链中结构单元的性质、相对数量及其排列方式。按结构单元的排列方式,二元共聚物有下列四种类型:

1.无规共聚物:M1和M2分别表示两种结构单元,在高分子链中M1和M2的排列没有一定顺序:

2.交替共聚物:M1和M2是有规则的交替排列:

2.交替共聚物:M1和M2是有规则的交替排列:

3.嵌段共聚物:M1和M2成段出现,而且每段中所含M1(或M2)的数量不同,均可达到几十或几百以上(而无规共聚物通常都在10~20以下):

3.嵌段共聚物:M1和M2成段出现,而且每段中所含M1(或M2)的数量不同,均可达到几十或几百以上(而无规共聚物通常都在10~20以下):

4.接枝共聚物(graft copolymer):聚合物中,以某一单体(如M1)组成的长链为主链,而另一单体(M2)形成支链与之相接:

4.接枝共聚物(graft copolymer):聚合物中,以某一单体(如M1)组成的长链为主链,而另一单体(M2)形成支链与之相接:

(二)竞聚率的意义

(二)竞聚率的意义

两种单体M1和M2共聚合,在聚合体系中可能产生两种链自由基M1·和M2·,这两种链自由基都可能同两种单体发生链增长反应,两种单体和同一种链自由基发生反应的活性用竞聚率(reactivity ratio)来表示。

r1和r2分别为M1和M2单体的竞聚率,表示在竞争反应中一种自由基和同种单体反应及与另一种单体共聚反应时的 相对活性,所以竞聚率是反应速度常数的比值,即:

r1=k11/k12, r2=k22/k21

两种单体M1和M2共聚合,在聚合体系中可能产生两种链自由基M1·和M2·,这两种链自由基都可能同两种单体发生链增长反应,两种单体和同一种链自由基发生反应的活性用竞聚率(reactivity ratio)来表示。

r1和r2分别为M1和M2单体的竞聚率,表示在竞争反应中一种自由基和同种单体反应及与另一种单体共聚反应时的 相对活性,所以竞聚率是反应速度常数的比值,即:

r1=k11/k12, r2=k22/k21

式中:k11、k12为链自由基M1·和M1及M2反应的增长速率常数;k22、k21为链自由基M2·和M2及M1反应的增长速率常数。

r1和r2可从手册中査出,是两个很重要的参数,不但可计算共聚物的组成,还能直观估计两种单体共聚的倾向,当(www.xing528.com)

r<1时,单体倾向于共聚;

r>1时,单体倾向于自聚(即均聚);

r=1时,单体自聚和共聚的倾向相等;

r=0时,单体不能自聚而只能共聚。

(三)共聚合的意义

共聚是合成高分子材料的重要手段之一,无论在理论上还是在实际应用中都有重要意义。

1.可以根据单体的相对活性,设计共聚物的组成与结构。

2.可以对高聚物进行改性,并合成各种新型聚合物。

3.能扩大单体的使用范围,增加聚合物的品种,开辟聚合物新的用途。例如,二氧化硫本身不能自聚,但可与许多带有推电子基团的烯类单体共聚而得到聚砜工程塑料

式中:k11、k12为链自由基M1·和M1及M2反应的增长速率常数;k22、k21为链自由基M2·和M2及M1反应的增长速率常数。

r1和r2可从手册中査出,是两个很重要的参数,不但可计算共聚物的组成,还能直观估计两种单体共聚的倾向,当

r<1时,单体倾向于共聚;

r>1时,单体倾向于自聚(即均聚);

r=1时,单体自聚和共聚的倾向相等;

r=0时,单体不能自聚而只能共聚。

(三)共聚合的意义

共聚是合成高分子材料的重要手段之一,无论在理论上还是在实际应用中都有重要意义。

1.可以根据单体的相对活性,设计共聚物的组成与结构。

2.可以对高聚物进行改性,并合成各种新型聚合物。

3.能扩大单体的使用范围,增加聚合物的品种,开辟聚合物新的用途。例如,二氧化硫本身不能自聚,但可与许多带有推电子基团的烯类单体共聚而得到聚砜工程塑料:

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