立構規整聚合物

立構規整聚合物

聚合物還存在立體異構現象。不同構型的重複結構單元沿分子鏈規則排列的聚合物稱為立構規整聚合物(stereoregular polymer)。

基本介紹

  • 中文名:立構規整聚合物
  • 外文名:stereoregular polymer
歷史,定義,聚合物的立構異構體,立構規整聚合物的性質,

歷史

Schildknecht在1947年報導的丁基乙烯醚的正離子聚合,形成高度結晶的等規物。1954年,德國的Ziegler和義大利的Natta研製出雙組分配位聚合引發劑——Ziegler-Natta引發劑,真正的引發物種未能分離出,其結構也就無法確定。
上世紀八十年代中期,茂金屬引發劑的出現,其中二氯二(環戊二烯基)鈦和二氯二(吲哚基)鋯為兩個簡單的實例,茂金屬引發劑可以分離出,而且可溶解於聚合體系。

定義

聚合物還存在立體異構現象。不同構型的重複結構單元沿分子鏈規則排列的聚合物稱為立構規整聚合物(stereoregular polymer),能夠生成立構規整聚合物的聚合反應稱為立體選擇聚合(stereoselective polymerization)或立構規整聚合,產生等規立構和間規立構聚合物的聚合反應分別稱為等規聚合反應和間規聚合反應。

聚合物的立構異構體

結構異構:化學組成相同,原子和基團的連線順序不同;頭-尾,頭-頭和尾-尾連線的結構異構;兩種單體在共聚物分子鏈上不同排列的序列異構。
立體異構:由於分子中的原子或基團的空間構型和構象不同而產生。分為構型異構和構象異構。構型異構又分為光學異構和幾何異構。
光學活性聚合物:是指聚合物不僅含有手性碳原子,而且能使偏振光的偏振面旋轉,具有旋光性。

立構規整聚合物的性質

1.等規、間規和無規聚丙烯
無規立構聚丙烯的外觀為油狀或蠟狀,套用價值低;等規立構聚丙烯則是一種熔融溫度高、綜合性能優異的高聚物,廣泛用作塑膠和纖維。間規聚丙烯的Tm較等規聚丙烯大約低20℃左右,在乙醚和烴類溶劑中有較高的溶解度。
2.順式和反式
1,4-聚(1,3-丁二烯)順式1,4-聚異戊二烯結晶度很低,Tm和Tg低,在很寬的溫度範圍內是一種性能優異的彈性體。反式1,4-聚異戊二烯具有較高的結晶能力,其Tm和Tg都較高,可作熱塑性製品,並具有很好的耐磨性。1,4-聚異戊二烯的順式和反式結構在自然界都存在,三葉膠含有98%以上的順式結構,古塔和巴拉塔膠則以反式異構體為主。
3.纖維素和直鏈澱粉
纖維素和直鏈澱粉都是葡萄糖的聚合物,且葡萄糖單元均通過1,4-位碳上的葡萄糖苷鍵連結起來,它們的差別僅在於C1構型的不同。纖維素是對雙間規立構結構,而直鏈澱粉是疊雙等規立構結構;按碳水化合物命名習慣,纖維素由β-1,4-鍵連的D-吡喃葡萄糖單元構成,而澱粉則是由α-1,4-鍵接的D-吡喃葡萄糖單元構成;纖維素的1,4-鍵接是反式的,澱粉的1,4-鍵接是順式的。纖維素以伸直鏈的構象存在,分子間堆砌緊密、相互之間作用很強,有較高的結晶度,有很好的強度和力學性能,並且溶解度低,對水解作用穩定。與之對應,澱粉以無規線團構象存在,易於水解。
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