7.12逐步聚合反应的单传 一单体的官能团与官能度 与反应并表征反 应类型的原子(团 官能度:单体分子中反应点的数目叫做单体功能度(),一般就等于单体所含功能基的数目。 二单体种类 1两功能基相同并可相互反应:如二元醇聚合生成聚醚 2两功能基相同,但相互不能反应,聚合反应只能在不同单体间进行:如二元胺和二元羧酸 聚合生成聚酰胺 3两功能基不同并可相互反应:如羟基酸聚合生成聚酯 三单体的反应能力 1官能团种类 2官能闭位置 3单体设计 7.2线性逐步聚合反应机理 【教学内容】 72.1官能团的等活格 722反应机理 72.3逐步聚合与连锁聚合的比较 【教学重点】官能团的等活性概念:反应进程:逐步聚合与连锁聚合的比较 【授课时间】3学时 【教学难点】 【教学目标】 】掌官能团的等活性、反应进程等基本概念 2对逐步聚 与连锁聚合的正确辨析 【教学手段】课堂讲授,辅以多媒体幻灯 【教学过程】 aAa+hBb与aABh+ab 单体+单体反应速率R,平衡常数K aABb+aAaaABAa+ab 单体+一聚体 aABb+bBbbBABb 二聚体 aABb+aABb占aABABb+ab二聚体+二聚体 R a(AB)b+a(AB)ba(AB)b+ab R 72.1官能团的等活性 官能团等活性概念:反应物的两官能团的反应活性是相等的,它与分子链大小无关,与另 官能团是否反应也无关缩聚反应表示:-+-b车-+ab.R,=R,=.=R.K=K=.=K 二依据 1实验依据(表2-2,2-3) 2理论依提 (1)化学效 (2)碰撞频率 三成立条件 1真溶液,均相体系
6 7.1.2 逐步聚合反应的单体 一 单体的官能团与官能度 官能团:参与反应并表征反应类型的原子(团) 官能度:单体分子中反应点的数目叫做单体功能度(f ), 一般就等于单体所含功能基的数目。 二 单体种类 1 两功能基相同并可相互反应:如二元醇聚合生成聚醚 2 两功能基相同, 但相互不能反应,聚合反应只能在不同单体间进行:如二元胺和二元羧酸 聚合生成聚酰胺 3 两功能基不同并可相互反应:如羟基酸聚合生成聚酯 三 单体的反应能力 1 官能团种类 2 官能团位置 3 单体设计 7.2 线性逐步聚合反应机理 【教学内容】 7.2.1 官能团的等活性 7.2.2 反应机理 7.2.3 逐步聚合与连锁聚合的比较 【教学重点】官能团的等活性概念;反应进程;逐步聚合与连锁聚合的比较 【授课时间】3 学时 【教学难点】 【教学目标】 1 掌握官能团的等活性、反应进程等基本概念 2 对逐步聚合与连锁聚合的正确辨析 【教学手段】课堂讲授,辅以多媒体幻灯 【教学过程】 aAa+bBbaABb+ab 单体+单体 反应速率 R1 平衡常数 K1 aABb+ aAaaABAa+ab 单体+二聚体 R2 K2 aABb+ bBb bBABb+ab 单体+二聚体 R3 K3 aABb+ aABbaABABb+ab 二聚体+二聚体 R4 K4 . a(AB)n/2b+ a(AB)n/2ba(AB)nb+ab Rn Kn 7.2.1 官能团的等活性 一 概念(Flory) 官能团等活性概念:反应物的两官能团的反应活性是相等的,它与分子链大小无关,与另一 官能团是否反应也无关缩聚反应表示:a+b +ab, R1 =R2=.=R, K1=K2=.= K 二 依据 1 实验依据(表 2-2,2-3) 2 理论依据 (1)化学效率 (2)碰撞频率 三 成立条件 1 真溶液,均相体系
2官能团所处环境在反应中不变 3无扩散控制 522反应机理 大分子生成反应 1反应的逐步性 2官能闭间反应:无活性中心,各基元反应活化能相同 3(大多数)为可逆平衡反应 ()啭化率无意义 (2)反应进程P:参加反应的官能团数虑始官能团数 Xm=1/1-P) 二大分子生长终止 1热力学特征:平衡常数,黏度 ()用单官能团封端 (2)剧反应 ①环化反应(聚合初期)羟基酸HO(CH).COOH 措施:提高单体浓度降低反应温度利于线型聚合 ②官能团消去反应(聚合中后期) ③化学降解反应(聚合中后期 (缩合反应的逆反应) ④链交换反应(聚合中后期)(不影响M,且利于M血均匀化) 523逐步聚合与连锁聚合的比较 比较 连锁聚合 线形缩聚 活性中心 基元反应,Ea 有,各步Ea不同 无,各步Ea相同 Mn 只停留在最后阶段 可停留在任何阶段 组成 单体+大分子+微量引发剂 聚合度不等的同系物 反应进程表示法 p 7.3线性逐步聚合反应动力学 【教学内容】 7.3.1不可逆条件下线性逐步聚合动力学(以聚酯反应为例 7.32衡逐步聚合动力学(不排除小分子) 【授课时间】1学时35分钟 【教学重点】平衡逐步聚合动力学的动力学方程式 【授课时间】3学时 【数学占】 【教学目标】 1掌握平衡逐步聚合动力学的动力学方程式 2熟悉自催化聚合、外加催化剂聚合时的动力学特征 【教学手段】课堂讲授 【教学过程】 731 不可逆条件下线性逐步聚合动力学(以聚酯反应为例 >
7 2 官能团所处环境在反应中不变 3 无扩散控制 5.2.2 反应机理 一 大分子生成反应 1 反应的逐步性 2 官能团间反应:无活性中心,各基元反应活化能相同 3(大多数)为可逆平衡反应 4 反应进度描述 (1)转化率无意义 (2) 反应进程 P:参加反应的官能团数/起始官能团数 Xn = 1/(1-P) 二 大分子生长终止 1 热力学特征:平衡常数,黏度 2 动力学限制 (1)用单官能团封端 (2)副反应 ①环化反应(聚合初期) 羟基酸 HO(CH2)nCOOH 措施: 提高单体浓度,降低反应温度,利于线型聚合 ②官能团消去反应(聚合中后期) ③化学降解反应(聚合中后期)(缩合反应的逆反应) ④链交换反应(聚合中后期)(不影响 Mn,且利于 Mn 均匀化) 5.2.3 逐步聚合与连锁聚合的比较 比较 连锁聚合 线形缩聚 活性中心 有 无 基元反应,Ea 有,各步 Ea 不同 无,各步 Ea 相同 Mn 只停留在最后阶段 可停留在任何阶段 组成 单体+大分子+微量引发剂 聚合度不等的同系物 反应进程表示法 C% P 7.3 线性逐步聚合反应动力学 【教学内容】 7.3.1 不可逆条件下线性逐步聚合动力学(以聚酯反应为例) 7.3.2 衡逐步聚合动力学(不排除小分子) 【授课时间】1 学时 35 分钟 【教学重点】平衡逐步聚合动力学的动力学方程式 【授课时间】3 学时 【教学难点】 【教学目标】 1 掌握平衡逐步聚合动力学的动力学方程式 2 熟悉自催化聚合、外加催化剂聚合时的动力学特征 【教学手段】课堂讲授 【教学过程】 7.3.1 不可逆条件下线性逐步聚合动力学(以聚酯反应为例)