[工程科技]高聚物生产技术 第三章 缩聚反应与逐步聚合反应.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 §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 §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： 　　　 　 §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） 　　　 §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 §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103） 　　〆不平衡缩聚（平衡常数大于103） §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 　　官能团决定化学反应的行为，而聚合物链节的形成是活性中心作用的结果。 　　●官能团的类型 　　常见的官能团有羟基（－OH）、氨基（NH2）、羧基（－COOH）、活泼原子（H、 Cl）等。其它的还有异氰酸酯基（－N＝C＝O）、烯酮基（－C＝C＝O）等。 　　●活性中心 　　一般的活性中心是上述官能团中标记为红字体的原子，但对象带有羟基的苯酚分子中 参加反应的却不是羟基中的氢原子，而是邻、对位上三个氢原子。另外有些官能团在不同 的条件下不反应中活性中心具有可变性，如羧基在中和反应时活性中心是氢原子，而在酯 化反应中活性中心是羟基。 §3-2　缩聚反应的单体 一、单体的类型与特点 　　●按官能团相互作用分类（以线型缩聚为例） 　　〆a-A-a型单体 　　特点：同类官能团不反应，只能与其它官能团作用；配料比影响大。 　　实例：HOOC－R－COOH与HO－R－OH、HOOC－R－COOH 与H2N－R－NH2 　　〆a’-A-a’型单体 　　特点：同类官能团相互之间可以反应；无配料比影响。 　　实例：对苯二甲酸双羟基乙酯（HO－CH2CH2－OCO－C6H4－OCO－CH2CH2－OH） 　　〆a-A-b型单体 　　特点：单体本身自带两个可以相互反应的官能团；无配料比影响。 　　实例：ω-氨基酸（H2N－R－COOH）、ω-羟基酸（HO－R－COOH） 　　〆a’-A-b’型单体 　 特点：单体本身自带两个不能相互反应的官能团，只能参与共缩聚。 　　实例：ω-氨基醇（H2N－R－OH） 　　●按单体所带官能团数目分类 　　二官能团单体：二元酸、二元醇、二元胺、 ω-氨基酸、ω-羟基酸等 　　三官能团单体：甘油、偏苯三酸等 　　四官能团单体：季戊四醇、均苯四酸等 　　多官能团单体：山梨醇、苯六甲酸等 §3-2　缩聚反应的单体 二、单体的官能度与平均官能度 　　●单体的官能度 　　定义：一个单体分子上反应活性中心的数目，用　表示。 　　实例：苯酚的官能度为3，甲醛的官能度为2。 　　●单体的平均官能度 　　定义：体系中每个单体平均带有的反应活性中心的数目，用　表示。 　　由单体的平均官能度的定义可知：单体的平均官能度不但与体系内各种单体的官能度 有关，而且还与单体的配料比有关。 　　●平均官能度的价值 　　通过平均官能度数值可以直接判断缩聚反应所得产物的结构与反应类型。 　　当　　　时，产物为支链或网状结构，属于体型缩聚； 　　当　　　时，产物为线型结构，属于线型缩聚； 　　当　　　时，反应体系中有单官能团物质，不能生成