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聚合物的概念

作者:华诚高科 网址:http://www.huachengchem.com/knowledge/knowledge-juhewu.htm

聚合物定义

最简单形式的聚合物其可组成分子的分子量至少为2000,虽然很多情况下平均分子量5000以下是聚合物的典型特征并不明显。实际上聚合物的分子量并不存在上限,因为巨大的三维网络可以形成几百万分子量的交联聚合物。

聚合物(大分子)由若干基本单元组成。这些单元可以极其简单,正如在加成聚合反应中,简单分子加入自身或其它简单分子。这样乙烯CH2=CH2可以转化成聚乙烯,其重复单元是 -CH2CH2- ,经常写作 (CH2CH2)n ,n是重复单元数,端基的性质随后讨论。

另外一大类聚合物主要是通过缩聚形成,当两个不同的分子缩聚时会去掉一个简单的分子。在多数情况下,简单分子为水,但其他也包括氨,乙醇和一系列简单物质。

聚合物加成聚合

加成聚合是本章要关注的主要反应类型,其基本上是链反应,并定义为仅需少量引发能就可开始的链增长,将具有不同结构式的单体转化为聚合物。

可粗略分为自由基聚合和离子聚合。

自由基聚合

自由基可定义为具有奇数电子,不带电荷的中间化合物,它不是自由离子。

如偶氮二异丁蜻,可以分解为两个自由基(CH3)2(CN)C和氮气,自由基寿命短暂。

连反应的第一阶段,即引发阶段,单体的双键碳原子之一受到自由基的攻击,双键电子对的一个电子与自由基的奇电子在碳原子和其下一个碳原子之间形成单键,剩余的双键电子转到其他碳原子上,形成自由基。

然而,新自由基进而可以加上额外的单体单元,链增长阶段。

最后阶段是终止,可能进行如下几个反应过程中的一个。

缓聚和阻聚

如果聚合体系中加入链转移及其作用,那末他将降低聚合速率并降低分子量。对苯二酚可能是最为广泛使用的阻聚剂。

芳香化合物如硝基苯和二硝基苯对很多单体来说是缓聚剂,如苯,但是对醋酸乙烯趋向于阻聚作用。

自由基引发

偶氮二异丁蜻 过氧化苯甲酰

氢过氧化物的代表是叔丁基过氧化氢和异丙基苯过氧化氢

接枝共聚物

嵌段共聚物与接枝聚合物的不同之处仅仅在于活性中心一直在分子链的末。

接枝方法使不能正常聚合的单体如醋酸乙烯加成到聚合物如丁二烯-苯乙烯连成为可能。在聚合介质中接枝通常可以没有限制的发生,该过程可以非常容易得在乳液中进行。

聚合物结构

聚合物的物理性能由构成原子的构型决定,在一定程度上有分子量决定。构型部分由主链决定,部分由部分侧基决定。

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