第八章 开环聚合 8.1开环聚合概述 1、开环聚合的特点 2、环状单体的种类及其聚合能力 8.2阳离子开环聚合反应 1、环醚 2、环硅氧烷 8.3阴离子开环聚合反应 1、环氧化物 2、内酰胺 8.4开环易位聚合反应
第八章 开环聚合 8.1 开环聚合概述 1、开环聚合的特点 2、环状单体的种类及其聚合能力 8.2 阳离子开环聚合反应 1、环醚 2、环硅氧烷 8.3 阴离子开环聚合反应 1、环氧化物 2、内酰胺 8.4 开环易位聚合反应
8.1开环聚合(Ring-opening Polymerization)概述 开环聚合是指具有环状结构的单体经引发聚 合，将环打开形成高分子化合物的一类聚合反应。 开环聚合反应简式可表示如下： mC一fR-Zh 在环状单体中，R为烷基，Z为杂原子O、S、N、 P、Si或-CONH-、-COO-、-CH=CH-基团等。 绝大多数环状单体的开环聚合是按离子型聚合机理进行 的，有少数环状单体的开环聚合是按水解聚合机理进行的
开环聚合是指具有环状结构的单体经引发聚 开环聚合是指具有环状结构的单体经引发聚 合，将环打开形成高分子化合物的一类聚合反应。 合，将环打开形成高分子化合物的一类聚合反应。 开环聚合反应简式可表示如下： [ R Z ] n n R Z 在环状单体中， R为烷基， Z为杂原子 O 、 S 、 N 、 P 、Si 或-CONH- 、-COO- 、-CH=CH-基团等。 绝大多数环状单体的开环聚合是按离子型聚合机理进行 的，有少数环状单体的开环聚合是按水解聚合机理进行的。 8.1 开环聚合(Ring-opening Polymerization)概述
8.1.1开环聚合的特征 开环聚合既不同于连锁聚合，也不同于逐步聚合，其特征为： 1.聚合过程中只发生环的破裂，基团或者杂原子由分子内连接变 为分子间连接，并没有新的化学键和新的基团产生。 2.与连锁聚合相比较 连锁聚合的推动力是化学键键型的改变，虽然大多数环状单体是按 离子型聚合机理进行的，但开环聚合的推动力是单体的环张力，这一点 与连锁聚合不同。 开环聚合所得的聚合物其结构单元的化学组成与单体的化学组成完 全相同，这一点与连锁聚合相同。 3.与逐步聚合反应相比较 开环聚合虽然也是制备杂链聚合物的一种方法，但聚合过程中并无 小分子缩出。 开环聚合的推动力是单体的环张力，聚合条件比较温和，而逐步聚 合的推动力是官能团性质的改变，聚合条件比较苛刻。 所以，用缩聚难以合成的聚合物，用开环聚合较易合成
8.1.1 开环聚合的特征 开环聚合既不同于连锁聚合，也不同于逐步聚合，其特征为： ⒈ 聚合过程中只发生环的破裂，基团或者杂原子由分子内连接变 为分子间连接，并没有新的化学键和新的基团产生。 ⒉ 与连锁聚合相比较 连锁聚合的推动力是化学键键型的改变，虽然大多数环状单体是按 离子型聚合机理进行的，但开环聚合的推动力是单体的环张力，这一点 与连锁聚合不同。 开环聚合所得的聚合物其结构单元的化学组成与单体的化学组成完 全相同，这一点与连锁聚合相同。 ⒊ 与逐步聚合反应相比较 开环聚合虽然也是制备杂链聚合物的一种方法，但聚合过程中并无 小分子缩出。 开环聚合的推动力是单体的环张力，聚合条件比较温和，而逐步聚 合的推动力是官能团性质的改变，聚合条件比较苛刻。 所以，用缩聚难以合成的聚合物，用开环聚合较易合成
开环聚合所得的聚合物中，其基团是单体分子中固有的；而逐步聚 合所得到的聚合物中，其基团是在聚合反应中，单体分子间官能团的相 互作用而形成的。 除此之外，开环聚合可自动地保持着官能团等物质的量，容易制得 高相对分子质量的聚合物。 而缩聚反应只有在两种单体的官能团等物质的量时，才能制得高相 对分子质量的聚合物。 开环聚合所得的聚合物的相对分子质量随时间的延长而增加，与逐 步聚合反应相同。 8.1.2环状单体的种类及其聚合能力 环状单体的聚合能力与其结构有关。 环烷烃的聚合能力较低。 环烷烃中的碳原子被杂原子如0、S、N取代后，则这些杂环化合物 的聚合能力变大。 它们在适当的引发剂作用下可形成高分子化合物
开环聚合所得的聚合物中，其基团是单体分子中固有的；而逐步聚 合所得到的聚合物中，其基团是在聚合反应中，单体分子间官能团的相 互作用而形成的。 除此之外，开环聚合可自动地保持着官能团等物质的量，容易制得 高相对分子质量的聚合物。 而缩聚反应只有在两种单体的官能团等物质的量时，才能制得高相 对分子质量的聚合物。 开环聚合所得的聚合物的相对分子质量随时间的延长而增加，与逐 步聚合反应相同。 8.1.2 环状单体的种类及其聚合能力 环状单体的聚合能力与其结构有关。 环烷烃的聚合能力较低。 环烷烃中的碳原子被杂原子如O、S、N取代后，则这些杂环化合物 的聚合能力变大。 它们在适当的引发剂作用下可形成高分子化合物
环中含一个杂原子的环状单体有环醚、环硫化合物和环亚胺等，含 有两个杂原子的有环缩醛，含有一个杂原子和一个羰基的有环酯、环酰胺 和环脲等。 1、环醚 环中含有醚键-0-的环状化合物称为环醚。 三节环醚又称为环氧化合物或氧化烯。 如环氧乙烷又称为氧化乙烯。环氧丙烷又称为氧化丙烯。 开环聚合中，对环醚的研究比较详细，尤其是对三节环和五节环环 醚研究得最多，按环的大小，环醚单体主要有下列几种： CH CH,CI CH CU CH-CH CH2 CH CH2CI 环氧乙烷 环氧丙烷 氧杂环丁烷3,3-二氯甲基氧杂环丁 烷
环中含一个杂原子的环状单体有环醚、环硫化合物 和环亚胺等，含 有两个杂原子的有环缩醛，含有一个杂原子和一个羰基的有环酯、环酰胺 和环脲等。 1、环醚 环中含有醚键-O-的环状化合物称为环醚。 三节环醚又称为环氧化合物或氧化烯。 如环氧乙烷又称为氧化乙烯。环氧丙烷又称为氧化丙烯。 开环聚合中，对环醚的研究比较详细，尤其是对三节环和五节环环 醚研究得最多，按环的大小，环醚单体主要有下列几种: CH 2 CH 2 O CH 2 CH CH 3 O CH 2Cl C CH 2 CH 2 O CH 2Cl CH 2 CH 2 CH 2 O 环氧乙烷 环氧丙烷 氧杂环丁烷 3,3’-二氯甲基氧杂环丁 烷