高分子化合物

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高分子化合物(Macro Molecular Compound)是指那些由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬以上的化合物。

定義:由千百個(gè)原子彼此以共價(jià)鍵結(jié)合形成相對(duì)分子質(zhì)量特別大、具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)化合物。

是由一類相對(duì)分子質(zhì)量很高的分子聚集而成的化合物,也稱為高分子、大分子等。一般把相對(duì)分子質(zhì)量高于10000的分子稱為高分子。高分子通常由103~105個(gè)原子以共價(jià)鍵連接而成。由于高分子多是由小分子通過聚合反應(yīng)而制得的,因此也常被稱為聚合物或高聚物,用于聚合的小分子則被稱為“單體”。

舉例:纖維素、蛋白質(zhì)、蠶絲、橡膠、淀粉等天然高分子化合物,以及以高聚物為基礎(chǔ)的合成材料,如各種塑料,合成橡膠,合成纖維、涂料與粘接劑等。

有機(jī)高分子化合物可以分為天然有機(jī)高分子化合物(如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)天然橡膠等)和合成有機(jī)高分子化合物(如聚乙烯、聚氯乙烯等等),它們的相對(duì)分子質(zhì)量可以從幾萬直到幾百萬或更大,但他們的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)比較簡單,往往是由無數(shù)(n)結(jié)構(gòu)小單元以重復(fù)的方式排列而成的。

高分子化合物(又稱高聚物)的分子比低分子有機(jī)化合物的分子大得多。一般有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量不超過1000,而高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量可高達(dá)104~106。由于高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大,所以在物理、化學(xué)和力學(xué)性能上與低分子化合物有很大差異。

高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量雖然很大,但組成并不復(fù)雜,它們的分子往往都是由特定的結(jié)構(gòu)單元通過共價(jià)鍵多次重復(fù)連接而成。

同一種高分子化合物的分子鏈所含的鏈節(jié)數(shù)并不相同,所以高分子化合物實(shí)質(zhì)上是由許多鏈節(jié)結(jié)構(gòu)相同而聚合度不同的化合物所組成的混合物,其相對(duì)分子質(zhì)量與聚合度都是平均值。

高分子化合物幾乎無揮發(fā)性,常溫下常以固態(tài)或液態(tài)存在。固態(tài)高聚物按其結(jié)構(gòu)形態(tài)可分為晶態(tài)和非晶態(tài)。前者分子排列規(guī)整有序;而后者分子排列無規(guī)則。同一種高分子化合物可以兼具晶態(tài)和非晶態(tài)兩種結(jié)構(gòu)。大多數(shù)的合成樹脂都是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。

組成高分子鏈的原子之間是以共價(jià)鍵相結(jié)合的,高分子鏈一般具有鏈型和體型兩種不同的形狀。

當(dāng)今世界上作為材料使用的大量高分子化合物,是以煤、石油、天然氣等為起始原料制得低分子有機(jī)化合物,再經(jīng)聚合反應(yīng)而制成的。這些低分子化合物稱為“單體”,由它們經(jīng)聚合反應(yīng)而生成的高分子化合物又稱為高聚物。通常將聚合反應(yīng)分為加成聚合和縮合聚合兩類,簡稱加聚和縮聚。

由一種或多種單體相互加成,結(jié)合為高分子化合物的反應(yīng),叫做加聚反應(yīng)。在該反應(yīng)過程中沒有產(chǎn)生其他副產(chǎn)物,生成的聚合物的化學(xué)組成與單體的基本相同。

縮聚反應(yīng)是指由一種或多種單體互相縮合生成高聚物,同時(shí)析出其他低分子化合物(如水、氨、醇、鹵化氫等)的反應(yīng)??s聚反應(yīng)生成的高聚物的化學(xué)組成與單體的不同。高分子從相對(duì)分子質(zhì)量到組成,從結(jié)構(gòu)到性能,從合成到應(yīng)用,都有其自身的規(guī)律。為了合成它、利用它,需先建立一些必要的基本概念?! ?/p>

目錄

第一節(jié):高分子的概述

一、 高分子的相對(duì)分子質(zhì)量

通常低分子的相對(duì)分子質(zhì)量是在一千以下,而高分子的相對(duì)分子質(zhì)量是在五千以上, 因此,相對(duì)分子質(zhì)量很大是高分子化合物的特征,是高分子同低分子最根本的區(qū)別,亦是高分子物質(zhì)具有各種獨(dú)特性能,如比重小、強(qiáng)度大,具有高彈性和可塑性等的基本原因。至于相對(duì)分子質(zhì)量介于一千至五千間的物質(zhì)是屬低分子還是屬高分子,這要由它們的物理機(jī)械性能來決定。一般來說,高分子化合物具有較好的強(qiáng)度和彈性。而低分子化合物則沒有,也就是說,其相對(duì)分子質(zhì)量必須達(dá)到其物理機(jī)械性能方面與低分子化合物具有明顯差別時(shí),才能稱為高分子化合物。

高分子的相對(duì)分子質(zhì)量雖然很大,但其化學(xué)組成一般都比較簡單,常由許多相同的鏈節(jié)以共價(jià)鍵重復(fù)結(jié)合而成高分子鏈。例如,聚氯乙烯是由許多氯乙烯分子聚合而成的:

象氯乙烯這樣聚合成高分子化合物的低分子化合物稱為單體。組成高分子鏈的重復(fù)結(jié)構(gòu)單位(如—CH2-CHCI—)稱為鏈節(jié)。鏈節(jié)數(shù)目n稱為聚合度。因此,高分子的相對(duì)分子質(zhì)量=聚合度×鏈節(jié)量。

應(yīng)該指出,目前合成高分子的技術(shù)還不可能象在生物體內(nèi)合成蛋白質(zhì)那樣嚴(yán)格、精確——具有一定的順序、結(jié)構(gòu)和相對(duì)分子質(zhì)量,所以,合成的高分子鏈的聚合度總是不同的,也就是說,同一種合成的高分子化合物中各個(gè)分子的相對(duì)分子質(zhì)量大小總是不同的(當(dāng)然,合成的蛋白質(zhì)如胰島素是例外)。因此,合成高分子化合物實(shí)際上是相對(duì)分子質(zhì)量大小不同的同系混合物。我們講的高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量指的是平均相對(duì)分子質(zhì)量,聚合度也是平均聚合度。高分子化合的中相對(duì)分子質(zhì)量大小不等的現(xiàn)象稱為高分子的多分散性(即不均一性)。這種現(xiàn)象在低分子中不存在,但以高分子化合物的性能卻有很大的影響,一般來說,分散性越大,性能越差。相對(duì)分子質(zhì)量和分散性問題都是合成高分子時(shí)必須注意控制的一個(gè)問題?! ?/p>

二、 高分子化合物的特點(diǎn)

高分子同低分子比較,具有如下幾個(gè)特點(diǎn):

1、 從相對(duì)分子質(zhì)量和組成上看 高分子的相對(duì)分子質(zhì)量很大,具有“多分散性”。大多數(shù)高分子都是由一種或幾種單體聚合而成。

2、 從分子結(jié)構(gòu)上看 高分子的分子結(jié)構(gòu)基本上只有兩種,一種是線型結(jié)構(gòu),另一種是體型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)的特征是分子中的原子以共價(jià)鍵互相連結(jié)成一條很長的卷曲狀態(tài)的“鏈”(叫分子鏈)。體型結(jié)構(gòu)的特征是分子鏈與分子鏈之間還有許多共價(jià)鍵交聯(lián)起來,形成三度空間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這兩種不同的結(jié)構(gòu),性能上有很大的差異。

1、 從性能上看 高分子由于其相對(duì)分子質(zhì)量很大,通常都處于固體或凝膠狀態(tài),有較好的機(jī)械強(qiáng)度;又由于其分子是由共價(jià)鍵結(jié)合而成的,故有較好的絕緣性和耐腐蝕性能;由于其分子鏈很長,分子的長度與直徑之比大于一千,故有較好的可塑性和高彈性。高彈性是高聚物獨(dú)有的性能。此外,溶解性、熔融性、溶液的行為和結(jié)晶性等方面和低分子也有很大的差別。

以上幾點(diǎn),歸根結(jié)蒂是高分子的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和低分子的運(yùn)動(dòng)形態(tài)不同的緣故。這就是高分子要從普通有機(jī)化學(xué)中獨(dú)立出來研究,成為一門新學(xué)科——高分子化學(xué)的根本原因?! ?/p>

三、 高分子化合物的分類和命名

高分子化合物的種類很多,主要分類方法有如下四種:

1、按來源分類 可把高分子分成天然高分子和合成高分子兩大類。

2、按材料的性能分類 可把高分子分成塑料、橡膠和纖維三大類。

塑料按其熱熔性能又可分為熱塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯等)和熱固性塑料(如酚醛樹脂、環(huán)氧權(quán)脂等)兩大類。前者為線型結(jié)構(gòu)的高分子,受熱時(shí)可以軟化和流動(dòng),可以反復(fù)多次塑化成型,次品和廢品可以回收利用,再加工成產(chǎn)品。后者為體型結(jié)構(gòu)的高分子,一經(jīng)成型便發(fā)生固化,不能再加熱軟化,不能反復(fù)加工成型,因此,次品和廢品沒有回收利用的價(jià)值。塑料的共同特點(diǎn)是有較好的機(jī)械強(qiáng)度(尤其是體形結(jié)構(gòu)的高分子),作結(jié)構(gòu)材料使用。

纖維又可分為天然纖維和化學(xué)纖維。后者又可分為人造纖維(如粘膠纖維、醋酸纖維等)和合成纖維(如尼龍、滌綸等)。人造纖維是用天然高分子(如短棉絨、竹、木、毛發(fā)等)經(jīng)化學(xué)加工處理、抽絲而成的。合成纖維是用低分子原料合成的。纖維的特點(diǎn)是能抽絲成型,有較好的強(qiáng)度和撓曲性能,作紡織材料使用。

橡膠包括天然膠和合成橡膠。橡膠的特點(diǎn)是具有良好的高彈性能,作彈性材料使用。

3、按用途分類 可分為通用高分子,工程材料高分子,功能高分子,仿生高分子,醫(yī)用高分子,高分子藥物,高分子試劑,高分子催化劑和生物高分子等。

塑料中的“四烯”(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯),纖維中的“四綸”(錦綸、滌綸、腈綸和維綸),橡膠中的“四膠”(丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠和乙丙橡膠)都是用途很廣的高分子材料,為通用高分子。

工程塑料是指具有特種性能(如耐高溫、耐輻射等)的高分子材料。如聚甲醛、聚碳酸酯、聚硯、聚酰亞胺、聚芳醚、聚芳酰胺和含氟高分子、含硼高分子等都是較成熟的品種,已廣泛用作工程材料。

離子交換樹脂、感光性高分子、高分子試劑和高分子催化劑等都屬功能高分子。

醫(yī)用高分子、藥用高分子在醫(yī)藥上和生理衛(wèi)生上都有特殊要求,也可以看作是功能同分子。

4、按高分子主鏈結(jié)構(gòu)分類 可分為碳鏈高分子、元素有機(jī)高分子和無機(jī)高分子四大類。

碳鏈高分子的主鏈?zhǔn)怯商荚勇?lián)結(jié)而成的。如

雜鏈高分子的主鏈除碳原子外,還含有氧、氮、硫等其他元素。如:

元素有機(jī)高分子主鏈上不一定含有碳原子,而是由硅、氧、鋁、鈦、硼等元素構(gòu)成,但側(cè)基是有機(jī)基團(tuán)。如:

無機(jī)高分子是主鏈和側(cè)鏈基團(tuán)均由無機(jī)元素或基團(tuán)構(gòu)成的。如:

高分子化合物的系統(tǒng)命名比較復(fù)雜,實(shí)際上很少使用,習(xí)慣上天然高分子常用俗名。合成高分子則通常按制備方法及原料名稱來命名,如用加聚反應(yīng)制得的高聚物,往往是在原料名稱前面加個(gè)“聚”字來命名。例如,氯乙烯的聚合物稱為聚氯乙烯,苯乙烯的聚合物稱為聚苯乙烯等。如用縮聚反應(yīng)制得的高聚物,則大多數(shù)是在簡化后的原料名稱后面加上“樹脂”二字來命名。例如,酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。加聚物在未制成制品前也常有“樹脂”來稱呼。例如,聚氯乙烯樹脂,聚乙烯權(quán)脂等。此外,在商業(yè)上常給高分子物質(zhì)以商品名稱。例如,聚己內(nèi)酰胺纖維稱為尼龍—6,聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維稱為的確良,聚丙烯腈纖維稱為腈綸等?! ?/p>

第二節(jié) 高分子的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系

高分子化合物分子的大小對(duì)化學(xué)性質(zhì)影響很小,一個(gè)官能團(tuán),不管它在小分子中或大分子中,都會(huì)起反應(yīng)。大分子與小分子的不同,主要在于它的物理性質(zhì),而高分子之所以能用作材料,也正是由于這些物理性質(zhì)。下面簡要討論高分子的結(jié)構(gòu)與物理性能的關(guān)系?! ?/p>

一、 高分子的兩種基本結(jié)構(gòu)及其性能特點(diǎn)

高分子的分子結(jié)構(gòu)可以分為兩種基本類型:第一種是線型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物。第二種是體型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為體型高分子化合物。此外,有些高分子是帶有支鏈的,稱為支鏈高分子,也屬于線型結(jié)構(gòu)范疇。有些高分子雖然分子鏈間有交聯(lián),但交聯(lián)較少,這種結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),屬體型結(jié)構(gòu)范疇。

在線型結(jié)構(gòu)(包括帶有支鏈的)高分子物質(zhì)中有獨(dú)立的大分子存在,這類高聚物的溶劑中或在加熱熔融狀態(tài)下,大分子可以彼此分離開來。而在體形結(jié)構(gòu)(分子鏈間大量交聯(lián)的)的高分子物質(zhì)中則沒有獨(dú)立的大分子存在,因而也沒有相對(duì)分子質(zhì)量的意義,只有交聯(lián)度的意義。交聯(lián)很少的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子物質(zhì)也可能被分離的大分子存在(猶如一張張“魚網(wǎng)”仍可以分開一樣)。

應(yīng)該指出,上述兩種基本結(jié)構(gòu)實(shí)際上是對(duì)高分子的分子模型的直觀模擬,而分子的真實(shí)精細(xì)結(jié)構(gòu)除了少數(shù)(如定向聚合物)外,一般并不清楚。

兩種不同的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出相反的性能。線型結(jié)構(gòu)(包括支鏈結(jié)構(gòu))高聚物由于有獨(dú)立的分子存在,故具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒有獨(dú)立大分子存在,故沒有彈性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶脹,硬度和脆性較大。因此從結(jié)構(gòu)上看,橡膠只能是線型結(jié)構(gòu)或交聯(lián)很少的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子,纖維也只能是線型的高分子,而塑料則兩種結(jié)構(gòu)的高分子都有。  

二、 高分子化合物的聚集狀態(tài)

高聚物的性能不僅與高分子的相對(duì)分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)有關(guān),也和分子間的互相關(guān)系,即聚集狀態(tài)有關(guān)。同屬線型結(jié)構(gòu)的高聚物,有的具有高彈性(如天然橡膠),有的則表現(xiàn)出很堅(jiān)硬(如聚苯乙烯),就是由于它們的聚集狀態(tài)不同的緣故。即使是同一種高聚物由于聚集狀態(tài)不同,性能也會(huì)有很大的差別,例如,化學(xué)纖維在制造過程中必須經(jīng)過拉伸,就是為了改變聚物內(nèi)部分子的聚集狀態(tài),使其分子鏈排列得整齊一些,從而提高分子間的吸引力,使制品強(qiáng)度更好。所以研究高聚物的聚集狀態(tài)是了解高聚物結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的又一個(gè)重要方面。

1、 晶相高聚物和非晶相高聚物 從結(jié)晶狀態(tài)來看,線型結(jié)構(gòu)的高聚物有晶相的和非晶相的。晶相高聚和的由于其內(nèi)部分子排列很有規(guī)律,分子間的作用力較大,故其耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度都比非晶相的高,熔限較窄。非晶相高聚物沒有一定的熔點(diǎn),耐熱性能和機(jī)械強(qiáng)度都比晶相的低,由于高分子的分子鏈很長,要使分子鏈間的每一部分都作有序排列是很困難的,因此,高聚物都屬于非晶相或部分結(jié)晶的。部分結(jié)晶高聚物的結(jié)晶性區(qū)域稱為微晶;微晶的多少稱為結(jié)晶度。例如,常見的聚氯乙烯、天然橡膠、聚酯纖維等高聚物都是屬于線型非晶相的高聚物。只有少數(shù)是定向聚合得到的,如聚乙烯、聚苯乙烯等是部分晶相的。部分晶相的高聚物是由晶相的微晶部分鑲嵌于無定形部分中而成的。纖維的拉伸目的就是使高聚物的無定形部分排列得更規(guī)整一些,或使原來方向不一的微晶順著纖維方向伸直排列。分子一旦較規(guī)整地排列后,就增強(qiáng)了分子間的吸引力,使其不能恢復(fù)到原來的無序狀態(tài)。如果分子間的吸引力不夠大,拉伸后仍能恢復(fù)到無定形狀態(tài),那就是彈性體(如橡膠)。主要的合成纖維如聚酰胺(尼龍)其分子鏈?zhǔn)怯蓺滏I拉在一起的;聚丙烯腈(腈綸)和聚酯的分子間有強(qiáng)烈的偶極-偶極吸引。這就是說,作為纖維,其分子間必須有較強(qiáng)的吸引力。由于晶相高聚物,具有熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大的性能,給我們指出了提高合成材料機(jī)械強(qiáng)度的一個(gè)重要方向。

體型結(jié)構(gòu)的高聚物,例如,酚醛塑料、環(huán)氧樹脂等,由于分子鏈間有大量的交聯(lián),分子鏈不可能產(chǎn)生有序排列,因而都是非晶相的,對(duì)于少量交聯(lián)的網(wǎng)狀高聚物,因其交聯(lián)少,鏈段間也可能產(chǎn)生局部的有序排列,但這種局部的有序排列,其分子間的吸引力不足以保持在這種狀態(tài),而容易恢復(fù)到原來的無序狀態(tài)。所以橡膠硫化(少量交聯(lián))后,仍能保持良好彈性。

2、 線型非晶相高聚物的聚集狀態(tài) 線型非晶相高聚物具有三種不同的物理狀態(tài):玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。猶如低分子物質(zhì)具有三態(tài)(固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài))一樣,但是高聚物的三態(tài)和低分子的三態(tài)本質(zhì)是不同的。橡膠和聚氯乙烯等塑料都是線型非晶相高聚物,但橡膠具有很好的彈性,而塑料則表現(xiàn)良好的硬度,其原因就是由于它們?cè)谑覝叵滤幍臓顟B(tài)不同的緣故。塑料所處的狀態(tài)是玻璃態(tài),橡膠所處的狀態(tài)是高彈態(tài),把高聚物加熱到熔融時(shí)所處的狀態(tài)就是粘流態(tài)。玻璃態(tài)的特征是形變很困難,硬度大;高彈態(tài)的特征是形變很容易,具有高彈性;粘流態(tài)的特征是形變能任意發(fā)生,具有流動(dòng)性。這三種物理狀態(tài),隨著溫度的變化可互相轉(zhuǎn)化:

這就是說,隨著溫度的變化,材料所處的狀態(tài)和性能也會(huì)發(fā)生改變。塑料加熱到一定溫度時(shí),就會(huì)從玻璃態(tài)過渡到高彈態(tài),失去塑料原有的性能,而出現(xiàn)橡膠高彈性能。溫度繼續(xù)升高到一定程度時(shí),又會(huì)從高彈態(tài)進(jìn)一步過渡到粘流態(tài),對(duì)橡膠來說,如果把溫度降低到足夠低時(shí),它就會(huì)從高彈態(tài)過渡到玻璃態(tài),失去橡膠的彈性,而變得象塑料一樣堅(jiān)硬。這就告訴我們,應(yīng)用三大合成材料時(shí),必須注意其使用溫度范圍,否則,便不能發(fā)揮材料本身應(yīng)有的性能。例如,聚氯乙烯塑料只能在溫度75℃以下使用。因?yàn)楦哂诖藴囟葧r(shí)便會(huì)失去其應(yīng)有的強(qiáng)度,而表現(xiàn)出柔軟而富有彈性,溫度再高時(shí)(175℃)便熔融了。又如天然橡膠要在—73℃至122℃的溫度范圍內(nèi)才有高彈性也是這個(gè)道理,因?yàn)榈陀凇?3℃時(shí),失去彈性變得象塑料一樣堅(jiān)硬,高于122℃時(shí)便熔融了。

從聚集狀態(tài)的研究可知線型結(jié)構(gòu)的塑料、纖維橡膠之間并沒有絕對(duì)的界限,溫度改變,三態(tài)可以相互轉(zhuǎn)化。線型結(jié)構(gòu)的塑料與纖維之間更沒有本質(zhì)上的區(qū)別。例如,尼龍—6加工成板材或管材等結(jié)構(gòu)材料就是塑料,拉成絲就是纖維。注意,這里所說的三態(tài)的相互轉(zhuǎn)變并不是“相變”。

體型結(jié)構(gòu)的高聚物,因分子鏈間有大量交聯(lián),因此只有一種聚集狀態(tài)——玻璃態(tài),加熱到足夠高溫時(shí),便發(fā)生分解。

綜上所述,要了解高聚物的基本性能(高彈性、可塑性和機(jī)械強(qiáng)度、硬度等),必須從高聚物的組成、相對(duì)分子質(zhì)量、分子結(jié)構(gòu)和聚集狀態(tài)幾個(gè)方面去分析。塑料之所以形變困難,有較好的機(jī)械強(qiáng)度,是因?yàn)樗蔷€型或體型結(jié)構(gòu)的高聚物,并且在室溫下分子鏈和鏈段都不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)的緣故。橡膠之所以有很好的彈性,是因?yàn)樗蔷€型或交聯(lián)很少的高聚物,并且在室溫下分子鏈不能運(yùn)動(dòng),而鏈段運(yùn)動(dòng)容易發(fā)生的緣故?! ?/p>

第三節(jié) 高分子的合成

合成高分子化合物最基本的反應(yīng)有兩類:一類叫縮合聚合反應(yīng)(簡稱縮聚反應(yīng)),另一類叫加成聚合反應(yīng)(簡稱加聚反應(yīng))。這兩類合成反應(yīng)的單體結(jié)構(gòu)、聚合機(jī)理和具體實(shí)施方法都不同。

加聚反應(yīng)

加聚反應(yīng)是指由一種或兩種以上單體化合成高聚物的反應(yīng),在反應(yīng)過程中沒有低分子物質(zhì)生成,生成的高聚物與原料物質(zhì)具有相同的化學(xué)組成,其相對(duì)分子質(zhì)量為原料相對(duì)分子質(zhì)量的整改數(shù)倍,僅由一種單體發(fā)生的加聚反應(yīng)稱為均聚反應(yīng)。例如,氯乙烯合成聚氯乙烯:

由兩種以上單體共同聚合稱為共聚反應(yīng)。例如,苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯共聚:

共聚產(chǎn)物稱為共聚物,其性能往往優(yōu)于均聚物。因此,通過共聚方法可以改善產(chǎn)品性能。

加聚反應(yīng)具有如下兩個(gè)特點(diǎn):

(1) 加聚反應(yīng)所用的單體是帶有雙鍵或叁鍵的不飽和鍵和化合物。例如,乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等,者是常用的重要單體,加聚反應(yīng)發(fā)生在不飽和鍵上。

(2) 加聚反應(yīng)是通過一連串的單體分子間的互相加成反應(yīng)來完成的:

而且反應(yīng)一旦發(fā)生,便以連鎖反應(yīng)方式很快進(jìn)行下去得到高分子化合物(通常稱為加聚物)。相對(duì)分子質(zhì)量增長幾乎與時(shí)間無關(guān),但單體轉(zhuǎn)化率則隨同時(shí)間而增大。

上述兩個(gè)特點(diǎn)就是加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng)最基本的區(qū)別。

加聚反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)活性中心的不同可以分為自由基加聚反應(yīng)和離子型加聚反應(yīng)兩大類。

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