《离子与配位聚合》课件.pptx

《《离子与配位聚合》课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《离子与配位聚合》课件.pptx（73页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、离子与配位聚合 创作者：ppt制作人时间：2024年X月目录第第1 1章章 离子与配位聚合简介离子与配位聚合简介第第2 2章章 离子聚合离子聚合第第3 3章章 配位聚合配位聚合第第4 4章章 环氧树脂聚合环氧树脂聚合第第5 5章章 实例分析实例分析第第6 6章章 离子与配位聚合总结离子与配位聚合总结第第7 7章章 参考文献参考文献 0101第1章 离子与配位聚合简介 离子与配位聚合是什么离子与配位聚合是一种化学反应，指在一定条件下，离子或配位体相互作用，通过形成共价键来形成高分子化合物的过程。这个过程中，阳离子或阴离子之间的作用被称为离子聚合，而配体和中心离子之间的作用被称为配位聚合。离子与配

2、位聚合在化工、生物、材料等领域有着广泛的应用。离子与配位聚合机理离子和配位体相互作用的原理是共价键的形成，这个过程需要经过多个阶段。例如，离子聚合的机理包括阳离子或阴离子的离子化、离子的缩合以及共价键的形成。而配位聚合则涉及到配体和中心离子的配位、缩合以及共价键的形成。催化剂对离子与配位聚合的反应机理也有着重要的影响。离子与配位聚合机理阴离子自由基聚合、阳离子聚合离子聚合口腔配位聚合、Ligand Assisted Facilitated Ion Pairing聚合配位聚合固化剂与环氧树脂的反应环氧树脂聚合 阴离子自由基聚合、阳离子聚合离子聚合0103固化剂与环氧树脂的反应环氧树脂聚合02口腔

3、配位聚合、Ligand Assisted Facilitated Ion Pairing聚合配位聚合配位聚合配位聚合酸碱中和法酸碱中和法氧化还原法氧化还原法配体置换法配体置换法环氧树脂聚合环氧树脂聚合环氧树脂固化剂反应环氧树脂固化剂反应酸催化固化酸催化固化烷基三酚酮固化烷基三酚酮固化 离子与配位聚合实验方法离子聚合离子聚合乳液聚合乳液聚合溶液聚合溶液聚合高压聚合高压聚合离子与配位聚合离子与配位聚合的历史背景的历史背景离子与配位聚合的研究可以追溯到离子与配位聚合的研究可以追溯到1919世纪初的化学领域，当世纪初的化学领域，当时科学家们已经意识到离子之间的相互作用可以形成高分子时科学家们已经意识到

4、离子之间的相互作用可以形成高分子化合物。化合物。2020世纪初，离子聚合和配位聚合的化学反应机制逐世纪初，离子聚合和配位聚合的化学反应机制逐渐被研究清楚，这些反应也被应用于材料、医学和生物领域，渐被研究清楚，这些反应也被应用于材料、医学和生物领域，比如实现纺织品的防水、制备生物材料、生产药物等。比如实现纺织品的防水、制备生物材料、生产药物等。离子与配位聚合应用范围电解质的聚合制备电池材料人工器官材料、医疗设备生物材料水性涂料、防水涂层纺织品香水、染发剂化妆品总结离子与配位聚合是一种化学反应，指在一定条件下，离子或配位体相互作用，通过形成共价键来形成高分子化合物的过程。离子与配位聚合在化工、生物

5、、材料等领域有着广泛的应用，例如电池材料、生物材料、纺织品、化妆品和药物等领域。0202第2章 离子聚合 离子聚合介绍离子聚合的定义离子聚合是什么离子聚合链增长机理离子聚合的机理 阳离子聚合介绍阳离子聚合的定义什么是阳离子聚合丙烯酸酯阳离子聚合的机理丙烯酸酯阳离子聚合 阴离子聚合介绍阴离子聚合的定义什么是阴离子聚合丙烯酸酯阴离子聚合的机理丙烯酸酯阴离子聚合 乳液聚合介绍乳液聚合的定义什么是乳液聚合乳液聚合的机理乳液聚合机理丙烯酸酯乳液聚合的过程丙烯酸酯乳液聚合 离子聚合链增长离子聚合链增长机理机理离子聚合的链增长机理包含离子引发、加成和转移三个阶段。离子聚合的链增长机理包含离子引发、加成和转移

6、三个阶段。离子聚合首先通过引发剂产生一个活性离子，接着这个离子离子聚合首先通过引发剂产生一个活性离子，接着这个离子会与单体反应生成一个过渡态分子，最后成长为链。加成和会与单体反应生成一个过渡态分子，最后成长为链。加成和转移是链增长的两个过程，加成是单体加到链的末端，转移转移是链增长的两个过程，加成是单体加到链的末端，转移是链上某个单元被转移到其他位置并形成新的链末端。是链上某个单元被转移到其他位置并形成新的链末端。传统聚合传统聚合自由基引发自由基引发延迟开启延迟开启控制难度较大控制难度较大区别区别引发机理不同引发机理不同开启时间不同开启时间不同控制难度不同控制难度不同 离子聚合与传统聚合的区别

7、离子聚合离子聚合离子引发离子引发立即开启立即开启精确控制精确控制离子聚合的应用离子聚合可以合成一些传统聚合法不能合成的新型聚合物合成新型聚合物离子聚合可以合成一些应用价值高的新型材料制备新型材料离子聚合可以用于生物医学领域的药物载体、组织工程等生物医学应用离子聚合可以帮助研究聚合机理，深入理解聚合体系研究聚合机理将单体分散在乳化剂、稳定剂和水中单体乳液制备0103混合均匀并进行反应混合均匀02加入引发剂使单体发生聚合反应引发剂添加离子聚合链增长机理离子聚合的链增长机理可以分为离子引发、加成和转移三个阶段。离子引发是指引发剂引发单体的自由基，形成活性离子。加成是指单体加到离子聚合链的末端，使聚合

8、链持续增长。转移是指链上某个单元被转移到其他位置并形成新的链末端，比如分子内转移、链上转移和交叉转移等。离子聚合的链增长机理比传统聚合复杂，但在聚合过程中可以精确控制聚合物的结构和性质。0303第3章 配位聚合 配位聚合介绍配位聚合介绍配位聚合是一种通过配位键形成的聚合体系。这种聚合机制配位聚合是一种通过配位键形成的聚合体系。这种聚合机制使得材料的结构和性质得到了很大的提升。配位聚合的机理使得材料的结构和性质得到了很大的提升。配位聚合的机理包括配体的选择和金属离子的选择。包括配体的选择和金属离子的选择。配位聚合体系配位单体的选择和配位聚合剂的选择配位聚合体系介绍聚合单体应具有特定的配位基团配位

9、单体的选择金属离子和配体的选择是制备有效的配位聚合体系的重要因素配位聚合剂的选择 材料制备及应用末端或侧基官能团的引入和金属离子的加入配位聚合材料制备用于制备各种光电器件和生物传感器配位聚合材料应用配位聚合可以制备纳米材料，如金属有机骨架配位聚合与纳米材料 配位聚合与纳米配位聚合与纳米材料材料配位聚合与纳米材料是相辅相成的，配位聚合可以在纳米尺配位聚合与纳米材料是相辅相成的，配位聚合可以在纳米尺度上制备出复杂的结构，而纳米材料可以作为配位聚合的基度上制备出复杂的结构，而纳米材料可以作为配位聚合的基础材料。配位聚合纳米材料的应用范围广泛，如光电器件和础材料。配位聚合纳米材料的应用范围广泛，如光电

10、器件和生物传感器等。生物传感器等。选择适合金属离子的配体配体的选择0103 02选择适合配体的金属离子金属离子的选择性能多样性能多样通过调节配体和金属离子来调通过调节配体和金属离子来调节其性能节其性能可以制备各种光电器件和生物可以制备各种光电器件和生物传感器传感器环保可持续环保可持续纯化和回收比传统合成方法更纯化和回收比传统合成方法更简单简单可以利用可再生资源制备配位可以利用可再生资源制备配位聚合单体聚合单体应用广泛应用广泛可用于制备各种有机分子、纳可用于制备各种有机分子、纳米材料和复杂结构米材料和复杂结构具有广泛的应用领域具有广泛的应用领域配位聚合体系的优势结构可控结构可控配合物的结构可以通

11、过配位聚配合物的结构可以通过配位聚合控制合控制序列和结构可以通过选择不同序列和结构可以通过选择不同的单体和配位聚合剂来调节的单体和配位聚合剂来调节总结配位聚合是一种重要的聚合体系，可以在纳米尺度上制备出具有复杂结构和多样性能的材料。通过选择不同的单体和配位聚合剂，可以精确控制其结构和性能，具有广泛的应用前景。0404第4章 环氧树脂聚合 环氧树脂聚合介环氧树脂聚合介绍绍环氧树脂聚合是一种常见的高分子化学反应，该反应通过环环氧树脂聚合是一种常见的高分子化学反应，该反应通过环氧树脂分子间的缩合反应形成聚合物。环氧树脂的独特性质氧树脂分子间的缩合反应形成聚合物。环氧树脂的独特性质使得其在电子、航空、

12、化工等众多领域具有广泛的应用。本使得其在电子、航空、化工等众多领域具有广泛的应用。本章主要介绍环氧树脂聚合的机理、实验方法和应用范围。章主要介绍环氧树脂聚合的机理、实验方法和应用范围。环氧树脂聚合概述环氧树脂分子间缩合反应形成聚合物定义高黏度、高强度、耐化学腐蚀性好特点电子、航空、化工等众多领域的粘结、涂层、自流平等用途 环氧树脂基础知识环氧基团、芳香基、醚基、羟基等结构黏度、玻璃转移温度、熔点、燃点等物理性质活性度、反应溶剂、催化剂等化学性质 环氧树脂聚合机理环氧基团与活性氢原子缩合，生成羟基，羟基与环氧基团缩合形成聚合物缩合反应环氧基团分子内环状开裂，生成两个张开的末端自由基，自由基攻击相

13、邻的环氧基团，形成聚合产物剪切反应 环氧树脂聚合实验方法将环氧树脂与胺类化合物混合，发生缩合反应生成聚合物胺固化法通过加热使环氧树脂聚合，形成高分子聚合物热固化法通过紫外线或电子束辐照使环氧树脂聚合光固化法 电子、航空、医疗器械等设备及其部件的制造粘结材料0103地面、墙面、工业地坪等场所的装饰和保护自流平材料02汽车、家电、建筑等领域的表面涂装涂层材料环氧树脂聚合机环氧树脂聚合机理介绍理介绍环氧树脂聚合机理主要包括缩合反应和剪切反应两种。其中环氧树脂聚合机理主要包括缩合反应和剪切反应两种。其中缩合反应是环氧树脂聚合的基本原理，而剪切反应则是缩合缩合反应是环氧树脂聚合的基本原理，而剪切反应则是

14、缩合反应的一种辅助反应。缩合反应通过环氧基团与活性氢原子反应的一种辅助反应。缩合反应通过环氧基团与活性氢原子的缩合形成羟基，羟基再与环氧基团缩合，最终形成聚合物。的缩合形成羟基，羟基再与环氧基团缩合，最终形成聚合物。而剪切反应则是通过环氧基团分子内环状开裂，生成两个张而剪切反应则是通过环氧基团分子内环状开裂，生成两个张开的末端自由基，自由基攻击相邻的环氧基团，形成聚合产开的末端自由基，自由基攻击相邻的环氧基团，形成聚合产物。物。环氧树脂聚合材料制备方法将环氧树脂与胺类化合物按照1:1的比例混合，并在加热的条件下放置数小时再冷却。该方法常用于制备高性能胶粘剂、涂料和复合材料等产品。热固化法热固化

15、法优点：能够加速反应、增加聚优点：能够加速反应、增加聚合物的交联密度合物的交联密度缺点：需要高温环境，易出现缺点：需要高温环境，易出现气泡、收缩等问题气泡、收缩等问题光固化法光固化法优点：反应速度快、耗能小、优点：反应速度快、耗能小、成品质量高成品质量高缺点：需要紫外线或电子束等缺点：需要紫外线或电子束等辐射源，设备价格昂贵辐射源，设备价格昂贵其他方法其他方法如离子束辐照、离子注入等如离子束辐照、离子注入等环氧树脂聚合实验方法的比较胺固化法胺固化法优点：反应速度快、效率高、优点：反应速度快、效率高、成本低成本低缺点：对温度、湿度等条件要缺点：对温度、湿度等条件要求严格，有毒性求严格，有毒性环氧

16、树脂聚合应用案例集成电路封装、印刷电路板、电子设备维修等电子行业航空结构材料、导弹降落伞等航空航天人工关节、眼镜架、牙医修复等医疗器械油漆、地板涂料、防水材料等建筑领域 0505第5章 实例分析 离子与配位聚合离子与配位聚合实例实例离子与配位聚合是高分子化学中的重要分支，它们可以通过离子与配位聚合是高分子化学中的重要分支，它们可以通过离子键或配位键聚合形成高分子链。下面是一些离子与配位离子键或配位键聚合形成高分子链。下面是一些离子与配位聚合的实例：聚合的实例：阳离子聚合实例以聚乙烯亚胺为单体进行阳离子聚合聚乙烯亚胺以聚丙烯酰胺为单体进行阳离子聚合聚丙烯酰胺以甲基丙烯酸甲酯为单体进行阳离子聚合甲

17、基丙烯酸甲酯 配位聚合实例以聚酞菁铜为单体进行配位聚合聚酞菁铜以聚丙烯酸银为单体进行配位聚合聚丙烯酸银以聚乙烯亚胺锡为单体进行配位聚合聚乙烯亚胺锡 环氧树脂聚合实例以聚环氧乙烷为单体进行环氧树脂聚合聚环氧乙烷以聚环氧苯乙烯为单体进行环氧树脂聚合聚环氧苯乙烯以聚环氧丙烯为单体进行环氧树脂聚合聚环氧丙烯 离子与配位聚合问题探讨配位键是否稳定及其稳定性存在差异配位键的稳定性问题阳离子聚合过程中反应性差异太大阳离子聚合的反应性问题如何更好地控制离子与配位聚合反应离子与配位聚合的控制问题 离子与配位聚合问题解决方法加入稳定剂以提高配位键的稳定性加入稳定剂优化反应条件以提高阳离子聚合的反应性优化反应条件改

18、变单体结构以改善离子与配位聚合的控制性改变单体结构 离子与配位聚合前沿技术研究离子液体在催化反应中的应用离子液体催化手性配体在离子与配位聚合中的应用手性配体设计仿生催化在离子与配位聚合中的应用仿生催化 开发生物相容性更好的离子与配位聚合材料生物相容性0103开发可重复性合成的离子与配位聚合材料可重复性合成02开发多功能化离子与配位聚合材料多功能化 0606第6章 离子与配位聚合总结 离子与配位聚合的优点在催化反应中表现出较高的活性高反应活性可实现对特定官能团的亲和性反应选择性无需使用有毒有害的溶剂和试剂，对环境友好环保 离子与配位聚合离子与配位聚合的优点的优点高反应活性、选择性强、环保等。这些

19、优点使得离子与配位高反应活性、选择性强、环保等。这些优点使得离子与配位聚合在化学领域得到越来越广泛的应用。聚合在化学领域得到越来越广泛的应用。离子与配位聚合是一种新兴的聚合方法，具有以下优点：离子与配位聚合的缺点通常需要高温、高压、高纯度等条件下进行反应条件苛刻对某些功能团较难进行反应基团选择性差通常需要多步进行合成合成步骤多 基团选择性基团选择性设计新型官能团设计新型官能团引入辅助基团引入辅助基团合成步骤合成步骤寻求更加简单的合成方法寻求更加简单的合成方法开发新型反应路径开发新型反应路径 离子与配位聚合的改进措施反应条件反应条件寻求更加温和的反应条件寻求更加温和的反应条件研制新型催化剂研制新

20、型催化剂离子与配位聚合可以制备新型高分子材料，如金属有机框架材料（MOFs）新材料领域0103离子与配位聚合可以应用于有机合成反应中，如不对称催化反应等有机合成化学02离子与配位聚合可以制备新型催化剂，如金属有机骨架催化剂（MOSs）催化剂研究离子与配位聚合离子与配位聚合与化学工业的联与化学工业的联系系离子与配位聚合与化学工业密切相关，可以应用于新材料领离子与配位聚合与化学工业密切相关，可以应用于新材料领域、催化剂研究、有机合成化学等方面。域、催化剂研究、有机合成化学等方面。离子与配位聚合在化工领域的应用展望离子与配位聚合可以制备新型高分子材料，如金属有机框架材料（MOFs）等新型高分子材料的

21、制备离子与配位聚合可以制备新型催化剂，如金属有机骨架催化剂（MOSs）等新型催化剂的研究离子与配位聚合可以应用于有机合成反应中，如不对称催化反应等有机合成化学 结语离子与配位聚合是一种新兴的聚合方法，具有许多优点，但也存在一些缺点，需要不断改进。随着科技的发展，离子与配位聚合在化学工业中的应用前景将更加广阔。谢谢收听！0707第7章 参考文献 参考文献1.M.C.Bohm,K.R.Dunbar,D.M.DAlessandro,J.Am.Chem.Soc.2009,131,10831.2.D.Contiu,M.S.Denny Jr,J.W.Kampf,J.Am.Chem.Soc.2011,133

22、,1146.3.H.R.Chang,C.C.Chang,Dalton Trans.2008,4203.4.M.I.Gonzalez,R.Jimenez-Aparicio,G.M.Lobez,J.C.Bueren-Calabuig,R.Gavio,P.Ramos-Cordoba,L.J.Barrios,L.M.Len,Dalton Trans.2011,40,6192.5.Y.Liu,L.Pan,Q.Ye,W.Lin,J.Am.Chem.Soc.2011,133,9720.致谢感谢各位领导、同事的关心和支持，是你们的支持和帮助，让我们能够完成这个课件。谢谢大家！附录A这里是附录A的内容。附录B这

23、里是附录B的内容。后记感谢各位读者的阅读，希望这个课件能够帮助您了解更多关于离子与配位聚合方面的内容。附录C这里是附录C的内容。图片来源图片来源于Unsplash，搜索关键词为“chemistry”。离子与配位聚合离子聚合是指在水或有机溶剂中发生的阴离子与阳离子聚合。离子聚合配位聚合是指在配位作用下发生的高分子化学反应。配位聚合配位聚合物是在配位作用下形成的高分子化合物。配位聚合物多孔配位聚合物是一种具有高孔径和比表面积的特殊配位聚合物。多孔配位聚合物离子聚合和配位聚合是两种不同的聚合反应机制。聚合反应0103离子聚合和配位聚合在材料科学、化学工程等方面具有广泛的应用。应用02离子聚合和配位聚

24、合所形成的高分子化合物具有不同的分子结构。分子结构配位聚合配位聚合聚合物为配位化合物聚合物为配位化合物聚合物具有高度的热稳定性聚合物具有高度的热稳定性聚合物具有高度的结晶性聚合物具有高度的结晶性金属金属-有机框架有机框架具有高度的孔径和比表面积具有高度的孔径和比表面积具有分子筛的特点具有分子筛的特点具有吸附分离等应用具有吸附分离等应用多孔配位聚合物多孔配位聚合物具有高度的孔径和比表面积具有高度的孔径和比表面积具有分子筛的特点具有分子筛的特点具有吸附分离等应用具有吸附分离等应用离子与配位聚合离子聚合离子聚合聚合物为离子性聚合物为离子性聚合物具有高度水解稳定性聚合物具有高度水解稳定性聚合物具有高度

25、的电导率聚合物具有高度的电导率离子与配位聚合离子与配位聚合离子与配位聚合是高分子化学中的两个重要分支，分别基于离子与配位聚合是高分子化学中的两个重要分支，分别基于离子反应和配位作用。离子聚合和配位聚合所形成的高分子离子反应和配位作用。离子聚合和配位聚合所形成的高分子化合物具有不同的分子结构和性能特点。离子聚合所形成的化合物具有不同的分子结构和性能特点。离子聚合所形成的高分子化合物具有高度的水解稳定性和电导率，而配位聚合高分子化合物具有高度的水解稳定性和电导率，而配位聚合所形成的高分子化合物具有高度的热稳定性和结晶性。金属所形成的高分子化合物具有高度的热稳定性和结晶性。金属-有机框架和多孔配位聚合物是离子与配位聚合的两个重要应有机框架和多孔配位聚合物是离子与配位聚合的两个重要应用分支，具有高度的孔径和比表面积，广泛应用于材料科学、用分支，具有高度的孔径和比表面积，广泛应用于材料科学、化学工程等领域。化学工程等领域。离子聚合以下是常见的阴离子：阴离子以下是常见的阳离子：阳离子 结尾以上是关于离子与配位聚合的内容，谢谢阅读！谢谢观看！再会