逐步加成聚合物

逐步加成聚合物

逐步加成聚合物(step addition polymer)指單體分子通過反覆加成使分子間形成共價鍵而生成的聚合物。如異氰酸酯與二元醇進行聚加成反應生成的聚氨酯。其特點是加成過程沒有低分子放出。

基本介紹

  • 中文名:逐步加成聚合物
  • 外文名:step addition polymer
  • 本質:聚合物與單體的化學組成相同
  • 反應:通過單體反覆加成而形成大分子
  • 舉例:聚氨酯的合成
  • 套用學科:化學
逐步加成聚合,發展狀況,聚氨酯的合成,合成聚氨酯的原料,有關化學反應原理,

逐步加成聚合

逐步加成聚合反應(slep—growth addilion polymerization reaction)如同連鎖聚合那樣,通過單體反覆加成而形成大分子。動力學過張與縮聚相同,隨著反應時間的延長,聚合物的相對分子質量逐步增大;形成的聚合物結構酷似縮聚物。但無小分子產生;聚合物的化學組成與單體的化學組成相同。這一類反應稱為逐步加成聚合反應。

發展狀況

單體分子官能團之間通過相互加成形成高聚物,但不析出小分子副產物(類似加聚反應),聚合物的相對分子質量隨聚合時間的延長逐步增加,聚合物的結構酷似縮聚物,這種反應稱為逐步加成聚合反應。
逐步加成聚合物中,以聚氨酯發展得最快,產量也最大。至今還沒有一種聚合物能如聚氨酯那樣可在塑膠、橡膠、合成纖維、塗料及粘合劑等各方面得到如此廣泛的套用。只有聚氨酯的合成投入工業化生產。
因為聚氨酯大分子中具有異氰酸酯基、酯基或醚鍵、氨基甲酸酯基、取代脲基、脲基甲酸酯基、縮二脲基等強極性基團,還存在氫鍵,所以聚合物具有高強度、耐磨、耐溶劑等特點。而且,可以通過改變端基化合物的結構和相對分子質量,在很大範圍內調節聚氨酯的性能,使之在塑膠(特別是泡沫塑膠方面)、橡膠、塗料、粘合劑和合成纖維等領域中有著廣泛的套用,且其套用還在不斷發展中。

聚氨酯的合成

合成聚氨酯的原料

凡是在大分子鏈中含有氨基甲酸酯基(—NH—CO—O)的聚合物統稱為聚氨基甲酸酯,簡稱聚氨酯。聚氨酯有聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯兩類,是由二異氰酸酯和端羥基化合物通過逐步加聚反應合成的。
(1)二異氰酸酯
重要的二異氰酸酯有甲苯-2,4-氰酸酯(TDI)和甲苯-2,6-二異氰酸酯(TDI),其結構式如下:
逐步加成聚合物
結構式
(2)端羥基化合物
①端羥基聚酯。
由二元酸與過量的二乙醇經混縮聚反應而製得,其相對分子質量為1000~3000,外觀為蠟狀或液態低聚物。
逐步加成聚合物
化學方程式
②端羥基聚醚。
聚醚可由環氧乙烷、環氧內烷或四氫呋喃通過離子開環聚合製備。環氧乙烷在NaOH引發劑作用下,通過陰離子開環聚合。以向水轉移終止為主,製備相對分子質量為1000~2000的聚乙二醇
逐步加成聚合物
化學方程式
環氧內烷在NaOH或KOH引發劑作用下,在溫度不超過120℃的條件下開環聚合。開環聚合時需要某種具有活性基團的化合物如1,2-丙二醇、丙三醇或木糖醇等作為起始劑。起始劑不同,聚醚的結構也不同。
五羥基聚氧化丙烯醚禽有五個活潑的羥基,與二異氰酸酯的反應能力較強,交聯密度大,是硬質聚氨酯泡沫的基本原料之一。四氫呋喃為五元環單體,環張力較小,聚合活性較低,反應速率較慢,必須在較強的含氫酸作用下才能進行陽離子開環聚合。以高氯酸作催化劑,醋酸酐作載體.可使四氫呋哺進行陽離子開環聚合,合成相對分子質量為1 000~3000的端羥基聚四氫呋喃

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