重要的一些逐步聚合物课件.ppt
《重要的一些逐步聚合物课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重要的一些逐步聚合物课件.ppt(54页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、重要的一些逐步聚合物第1页,此课件共54页哦2.6 2.6 逐步聚合反应的实施方法逐步聚合反应的实施方法 熔熔融融聚聚合合 聚聚合合体体系系中中只只加加单单体体和和少少量量的的催催化化剂剂,不不加加任任何何溶溶剂剂,聚聚合合过过程程中原料单体和生成的聚合物始终处于熔融状态。中原料单体和生成的聚合物始终处于熔融状态。熔融聚合操作较简单,把单体混合物、催化剂和稳定剂等投入反应器内,熔融聚合操作较简单,把单体混合物、催化剂和稳定剂等投入反应器内,然后加热使物料在熔融状态下进行反应。然后加热使物料在熔融状态下进行反应。特点特点:反应温度高(反应温度高(200 300););反应时间长;反应时间长;需在
2、惰性气氛下进行;需在惰性气氛下进行;反应后期需高真空。反应后期需高真空。(1)熔融聚合熔融聚合第2页,此课件共54页哦优点优点:产品后处理容易,设备简单,可连续生产。:产品后处理容易,设备简单,可连续生产。缺点缺点:要求严格控制功能基等摩尔比,对原料纯度要求高;:要求严格控制功能基等摩尔比,对原料纯度要求高;需高需高真空,对设备要求高;副反应易。真空,对设备要求高;副反应易。熔融聚合工艺熔融聚合工艺一般分为以下三个阶段:一般分为以下三个阶段:初期阶段初期阶段:反应反应:以单体之间、单体与低聚物之间的反应为主。:以单体之间、单体与低聚物之间的反应为主。条件条件:可在较低温度、较低真空度下进行。:
3、可在较低温度、较低真空度下进行。任务任务:防止单体挥发、分解等,保证功能基等摩尔比。:防止单体挥发、分解等,保证功能基等摩尔比。第3页,此课件共54页哦 中期阶段中期阶段:反应反应:低聚物之间的反应为主。:低聚物之间的反应为主。条件条件:高温、高真空。:高温、高真空。任务任务:除去小分子,提高反应程度,提高聚合产物:除去小分子,提高反应程度,提高聚合产物 分子量。分子量。终止阶段终止阶段:反应反应:反应已达预期指标。:反应已达预期指标。任务任务:及时终止反应,避免副反应,节能省时。:及时终止反应,避免副反应,节能省时。第4页,此课件共54页哦 溶溶液液聚聚合合是是指指将将单单体体等等反反应应物
4、物溶溶在在溶溶剂剂中中进进行行聚聚合合反反应应的的一一种种实实施方法。所用溶剂可以是单一的,也可以是几种溶剂的混合物。施方法。所用溶剂可以是单一的,也可以是几种溶剂的混合物。溶液聚合广泛用于涂料、胶粘剂等的制备,特别适于合成难熔融溶液聚合广泛用于涂料、胶粘剂等的制备,特别适于合成难熔融的耐热聚合物。的耐热聚合物。溶剂的选择:溶剂的选择:对单体和聚合物的溶解性好;对单体和聚合物的溶解性好;溶剂沸点应高于设定的聚合反应温度;溶剂沸点应高于设定的聚合反应温度;有利于移除小分子副产物:高沸点溶剂;溶剂与小分子形成共有利于移除小分子副产物:高沸点溶剂;溶剂与小分子形成共沸物。沸物。(2)溶液聚合溶液聚合
5、第5页,此课件共54页哦优点优点:反应温度低,副反应少;反应温度低,副反应少;传热性好,反应可平稳进行;传热性好,反应可平稳进行;无需高真空,反应设备较简单;无需高真空,反应设备较简单;可合成热稳定性低的产品。可合成热稳定性低的产品。缺点缺点:反应影响因素增多,工艺复杂;反应影响因素增多,工艺复杂;若需除去溶剂时,后处理复杂:溶剂回收,聚合若需除去溶剂时,后处理复杂:溶剂回收,聚合物的析出,残留溶剂对产品性能的影响等。物的析出,残留溶剂对产品性能的影响等。第6页,此课件共54页哦 界面缩聚界面缩聚是将两种单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中,再将是将两种单体分别溶于两种互不相溶的溶剂中,再将这两种
6、溶液倒在一起,在两液相的界面这两种溶液倒在一起,在两液相的界面上进行缩聚反应,聚合产物不溶于溶剂,上进行缩聚反应,聚合产物不溶于溶剂,在界面析出。在界面析出。己二酰氯与己二己二酰氯与己二胺之界面缩聚胺之界面缩聚(3)界面缩聚界面缩聚第7页,此课件共54页哦界面缩聚能否顺利进行的影响因素界面缩聚能否顺利进行的影响因素 为使聚合反应持续进行,要求聚合物具有足够的力学强度;为使聚合反应持续进行,要求聚合物具有足够的力学强度;水相中需加入适量无机碱,以避免反应生成的水相中需加入适量无机碱,以避免反应生成的HCl与二元胺反与二元胺反 应生成低活性的二元胺盐酸盐;应生成低活性的二元胺盐酸盐;要求单体反应活
7、性高,若反应速度太慢,酰氯可有足够的时间要求单体反应活性高,若反应速度太慢,酰氯可有足够的时间 从有机相扩散穿过界面进入水相,水解反应严重,导致聚合反从有机相扩散穿过界面进入水相,水解反应严重,导致聚合反 应不能顺利进行,因此界面缩聚不适合与活性相对较低的酰氯应不能顺利进行,因此界面缩聚不适合与活性相对较低的酰氯 和醇;和醇;第8页,此课件共54页哦 有机溶剂的选择对控制聚合产物的分子量很重要。有机溶剂的选择对控制聚合产物的分子量很重要。在在大大多多数数情情况况下下,聚聚合合反反应应主主要要发发生生在在界界面面的的有有机机相相一一侧侧,若若有有机机溶溶剂剂对对聚聚合合物物的的溶溶解解性性过过小
8、小,会会造造成成聚聚合合产产物物的的过过早早沉沉淀淀,妨妨碍碍高高分分子子量量聚聚合合产产物的生成。物的生成。界面缩聚总的反应速率受单体扩散速率控制界面缩聚总的反应速率受单体扩散速率控制;必须采用高活性单体,以使聚合反应在界面迅速进行;必须采用高活性单体,以使聚合反应在界面迅速进行;聚合反应只发生在界面,产物分子量与体系总的反应程度无关聚合反应只发生在界面,产物分子量与体系总的反应程度无关;界面缩聚的特点界面缩聚的特点第9页,此课件共54页哦 并不总是要求体系中总的功能基摩尔比等于并不总是要求体系中总的功能基摩尔比等于1,因而对单体的纯度要求也,因而对单体的纯度要求也不是十分苛刻;不是十分苛刻
9、;反应温度低,可避免因高温而导致的副反应,有利于高熔点耐热反应温度低,可避免因高温而导致的副反应,有利于高熔点耐热 聚聚合物的合成。合物的合成。界面缩聚由于需采用高活性单体,且溶剂消耗量大,设备利用率界面缩聚由于需采用高活性单体,且溶剂消耗量大,设备利用率低,因此虽然有许多优点,但工业上实际应用并不多,典型的例子是低,因此虽然有许多优点,但工业上实际应用并不多,典型的例子是双酚双酚A型聚碳酸酯的合成。型聚碳酸酯的合成。第10页,此课件共54页哦 固相聚合固相聚合是指单体或预聚物在聚合反应过程中始终保持在固态条件下是指单体或预聚物在聚合反应过程中始终保持在固态条件下进行的聚合反应。主要应用于熔点
10、高的单体或部分结晶低聚物的后聚合进行的聚合反应。主要应用于熔点高的单体或部分结晶低聚物的后聚合反应。反应。固相聚合反应温度一般比单体熔点低固相聚合反应温度一般比单体熔点低15-30,或者处于低聚物非晶区的,或者处于低聚物非晶区的玻璃化温度和晶区的熔点之间。玻璃化温度和晶区的熔点之间。需用惰性气体(如氮气等)或对单体和聚合物不具溶解性而对聚合需用惰性气体(如氮气等)或对单体和聚合物不具溶解性而对聚合反应的小分子副产物具有良好溶解性的溶剂作为清除流体,把小分子反应的小分子副产物具有良好溶解性的溶剂作为清除流体,把小分子副产物从体系中带走,促进聚合反应的进行。副产物从体系中带走,促进聚合反应的进行。
11、(4)固态缩聚固态缩聚第11页,此课件共54页哦2.7 2.7 一些重要的逐步聚合物一些重要的逐步聚合物2.7.1 2.7.1 聚酯聚酯 聚酯聚酯 是指单体单元通过酯基相互连接的一类聚合物。根据单体组成是指单体单元通过酯基相互连接的一类聚合物。根据单体组成和产物结构的不同,聚酯主要可分为线形饱和聚酯、醇酸树脂、不饱和和产物结构的不同,聚酯主要可分为线形饱和聚酯、醇酸树脂、不饱和聚酯,有时也把聚碳酸酯也归属于聚酯。聚酯,有时也把聚碳酸酯也归属于聚酯。(1 1)线形聚酯)线形聚酯聚对苯二甲酸乙二酯(聚对苯二甲酸乙二酯(PETPET)聚对苯二甲酸丁二酯(聚对苯二甲酸丁二酯(PBTPBT)聚对苯二甲酸
12、丙二酯(聚对苯二甲酸丙二酯(PTTPTT)第12页,此课件共54页哦 线形聚酯最常用的合成方法为高温熔融聚合,根据单体组成的不同可分线形聚酯最常用的合成方法为高温熔融聚合,根据单体组成的不同可分为直接酯化法和酯交换法为直接酯化法和酯交换法。以聚对苯二甲酸乙二酯为例:以聚对苯二甲酸乙二酯为例:()直接酯化法直接酯化法 聚合反应过程分为两个阶段聚合反应过程分为两个阶段:第一阶段为对苯二甲酸和过量的乙二醇(约第一阶段为对苯二甲酸和过量的乙二醇(约1:1.21:1.2)直接酯化,反应)直接酯化,反应在加压下于在加压下于230230270270进行,反应产物为低聚物。进行,反应产物为低聚物。以以n=1的
13、产物为主的产物为主第13页,此课件共54页哦 第二阶段的反应主要是低聚物的末端羟基和末端酯基发生酯交换脱第二阶段的反应主要是低聚物的末端羟基和末端酯基发生酯交换脱去乙二醇,去乙二醇,需高温(需高温(270290、高真空(、高真空(1050Pa)。)。通过升温和抽真空将体系中过量的乙二醇除去,直至得到高分子通过升温和抽真空将体系中过量的乙二醇除去,直至得到高分子量聚合物量聚合物。第14页,此课件共54页哦()酯交换法)酯交换法 直接酯化法合成直接酯化法合成PETPET需要高纯度的对苯二甲酸需要高纯度的对苯二甲酸(不易提纯不易提纯),),一般是先将一般是先将对苯二甲酸与甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯
14、对苯二甲酸与甲醇反应生成对苯二甲酸二甲酯(易提纯易提纯),),再与乙二醇通过酯交再与乙二醇通过酯交换法制备换法制备PET,PET,聚合反应分为两个阶段。聚合反应分为两个阶段。第一阶段对苯二甲酸二甲酯和过量的乙二醇发生酯交换(第一阶段对苯二甲酸二甲酯和过量的乙二醇发生酯交换(180180200200),得到末端为对苯二甲酸羟乙酯的低聚物:),得到末端为对苯二甲酸羟乙酯的低聚物:第15页,此课件共54页哦 第二阶段的反应与直接酯化法第二阶段的反应相似,低聚物的末端羟基和第二阶段的反应与直接酯化法第二阶段的反应相似,低聚物的末端羟基和末端酯基发生酯交换脱去乙二醇:末端酯基发生酯交换脱去乙二醇:主要用
15、于生产纤维、工程塑料、瓶和容器、薄膜主要用于生产纤维、工程塑料、瓶和容器、薄膜 等。等。第16页,此课件共54页哦 (2)(2)醇酸树脂醇酸树脂 醇酸树脂通常由二元或多元羧酸与二元或多元醇的非线形缩聚反应合成,醇酸树脂通常由二元或多元羧酸与二元或多元醇的非线形缩聚反应合成,通过控制聚合反应投料比,并在通过控制聚合反应投料比,并在p p 200)和高)和高Tm(500),因而可作耐高),因而可作耐高温材料。温材料。第28页,此课件共54页哦 合成合成 脂肪族聚酰胺一般在其熔融温度以上是热稳定性的,几乎无一例外脂肪族聚酰胺一般在其熔融温度以上是热稳定性的,几乎无一例外地都是采用熔融聚合法。地都是采
16、用熔融聚合法。为了精确控制等摩尔单体的量,一般首先将二元胺和二元酸在水溶为了精确控制等摩尔单体的量,一般首先将二元胺和二元酸在水溶液中反应得到聚酰胺盐,然后加热熔融聚合,以最重要的聚酰胺液中反应得到聚酰胺盐,然后加热熔融聚合,以最重要的聚酰胺-6,6为为例:例:第29页,此课件共54页哦 起始原料为二元胺和二元酸的水溶液,在高压釜中加压、升温进行预聚合。起始原料为二元胺和二元酸的水溶液,在高压釜中加压、升温进行预聚合。预聚反应完成后,在常压下进行熔融聚合预聚反应完成后,在常压下进行熔融聚合 ,后期采用高温高真空的办法来除去,后期采用高温高真空的办法来除去小分子副产物以提高分子量。小分子副产物以
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 重要 一些 逐步 聚合物 课件
限制150内