聚合物的化学反应聚合物的化学反应.docx

聚合物化学反应的发展摘要：本文对聚合物的化学反应的发展进行了概述，主要从聚合物的结构和聚合度变化进行分类介绍，主要分为聚合物的基团反应、接枝、嵌段、扩链、交联、降解方面进行了介绍，并对聚合物的化学反应的发展进行了叙述。关键词：基团反应；接枝；嵌段；扩链；交联；降解；研究聚合物分子链上或分子链间官能团相互转化的化学反应过程。聚合物的化学反应根据聚合物的聚合度和基团的变化（侧基和端基）可分为相似转变、聚合物变大的反应及聚合物变小的反应称为聚合物的化学反应。从聚合物的结构和聚合度变化进行分类，聚合物的化学反应大致可以分为聚合物的基团反应、接枝、嵌段、扩链、交联、降解等几大类。聚合物可以像低分子有机物一样进行许多化学反应，例如氢化、卤化、硝化、磺化、醚化、酯化、水解、醇解等。与有机化学反应相比，聚合物化学反应有四大特点：（1）在低分子有机化学反应中，用化学反应方程式就可以表示反应物和产物之间的变化及其定量关系。但是，聚合物的化学反应虽也可用反应式来表示，其意义却有很大的局限性。（2）通过聚合物的化学反应，制取大分子链中含有同一重复单元的“纯的”高分子，是极为困难的，甚至可以说是不可能的。原因是聚合物的化学反应中，官能团的转化率不可能达到100％，而且在反应过程中，起始官能团和反应各阶段形成的新官能团，往往同时连接在同一个大分子链上。（3）在缩聚反应中建立了官能团等活性概念、在烯类单体聚合时假定了反应中心的活性与链长无关(动力学分析的基础)，在研究聚合物化学反应时，就有机官能团反应而言，也不应受链长的影响，即大分子链上官能团的反应能力应与低分子同系物中官能团的反应能力相似。在某些情况下确实如此，但在很多情况下，大分子上官能团的反应速率远低于同类型的低分子。这是因为在高分子反应的许多场合中，由于大分子形状、聚集态和粘度等因素会防碍反应物的扩散，而使聚合物化学反应的速率所有降低。（4）聚合物化学反应过程中，往往会引起聚合度的改变。在聚合物化学反应中，不宜用分子而应该以基团来表述产率或者转化率，基团的活性受许多因素的影响，有物理因素、化学因素等，有时还会出现物理和化学的协同作用。通过高分子链上或分子链间官能团相互转化的化学反应，可以制备具有新的或特殊性能的功能高分子材料，可以在很广的范围内改变天然和合成高分子化合物的性能，扩大应用范围。高分子链参与的化学反应的研究能探索聚合物的化学结构与性能、结构和被破坏的因素之间的规律[1]。下面将从聚合物的基团反应、接枝、嵌段、扩链、交联、降解方面进行介绍。1.聚合物的基团反应聚合物的基团反应是指聚合物的大分子链(主链和支链)上的各种各样能够进行化学反应的官能团所发生的化学反应。聚合物链上的官能团可以进行类似于有机化学中的化学反应，只是受到官能团所处环境的影响较普通的有机化学反应更为复杂，并具有自身的特点。聚合物的基团反应是有机化学反应在高分子化学领域中的应用和发展。聚合物的基团反应主要有聚二烯烃的加成反应。聚烯烃和聚氯乙烯的氯化、聚醋酸乙烯酯的醇解、纤维素的化学改性等。聚二烯烃的加成反应是由于二烯类橡胶分子含有双键，可以进行加成反应，若不进行加成反应，大分子链中的双键易氧化和老化，常见的加成方式有加氢反应、氯化和氢氯化等。在加氢反应中关键是寻找加氢催化剂，张彦芳[2]对于Ni-Al-B-O（辛醛）催化体系进行了研究，发现该催化剂具有活性高、稳定性好、A1/B变化范围宽的特点，能灵敏地调节BR的门尼粘度，可用于制备具有高门尼粘度的BR的特点，效果较好。对于天然橡胶的氯化和氢氯化改性也有了大量的研究，取得了一定的进展。聚烯烃的氯化和氯磺化是取代反应，属于比较简单的高分子基团反应。氯化反应属于自由基连锁机理。聚乙烯的氯化的研究一直以来都比较热门[3-4]，关于其生产方法、用途、改性的研究时有报道，崔小明等[5]对于2003年以前的氯化聚乙烯的发展进行了归纳研究，归纳出了氯化聚乙烯的生产方法主要有溶液法、悬浮法和固相氯化法的生产方式，并对于氯化聚乙烯的应用进行了归纳和展望。张利仁等[6]也对氯化聚乙烯的发展进行了总结，介绍了近年来的新的生产方法和工艺。耿建铭等[7]对氯化聚丙烯的生产及合成技术进展进行了评述。氯化聚丙烯是高附加值的精细化学品，国内市场每年约增长12%。目前，国外采用的是先进的水相悬浮氯化工艺并实行技术垄断，而国内使用的是面临淘汰的非环保四氯化碳溶剂法技术。国内的氯化聚丙烯无论是生产技术、还是产品质量等都落后于国外。因此，尽快发展我国具有自主知识产权的水相氯化技术是当务之急。聚醋酸乙烯酯的醇解也是高分子化学基团反应的一种，聚乙烯醇是维尼纶纤维的原料，用途很广，目前合成方式只能由聚醋酸乙烯酯醇解来制备。在酸碱的作用下聚醋酸乙烯酯可用甲醇醇解成聚乙烯醇，采用碱催化，效率高，副反应少，用途很广。许东颖等