暨南大学：《高分子化学》课程教学资源（PPT课件）第七章 共聚合 §7.1 引 §7.2 二元共聚组成方程

review 、下列单体能否进行开环聚合反应,为什么? 环丙烷、环戊烷、四氢呋喃、己内酰胺

1、下列单体能否进行开环聚合反应，为什么？ 环丙烷、环戊烷、四氢呋喃、己内酰胺

第七章共聚合( Copolymerization) §71引 、基本概念 按(1)均聚合及均聚物 自由基聚合 加()共聚合及共菜物 阳离子聚合 反 阴离子聚合 应 二元共聚 配位聚合 的 三元共聚 单 体 0。。。垂 种 按聚合机理或活性中心分类 类 分(3)共聚组成与序列结构 类共聚组成:共聚物中各种单体(结构单元)的含量 序列结构:不同单体(结构单元)在大分子链上的相互连接情况

第七章 共聚合 §7.1 引 言1、基本概念 （1）均聚合及均聚物 （2）共聚合及共聚物 （Copolymerization） 二元共聚 三元共聚 ………… 按 参 加 反 应 的 单 体 种 类 分 类 按聚合机理或活性中心分类 自由基聚合 阳离子聚合 阴离子聚合 配位聚合 （3）共聚组成与序列结构 共聚组成：共聚物中各种单体（结构单元）的含量 序列结构：不同单体（结构单元）在大分子链上的相互连接情况

2、二元共聚物的分类和命名 ABC D (1)无规共聚物 链结构 命名及单体排列顺序M1M2无规共聚物 例子 E-SBR 丁二烯一苯乙烯无规共聚物

2、二元共聚物的分类和命名 A B C D （1）无规共聚物 链结构： A 命名及单体排列顺序 M1 -M2无规共聚物 例子 E－SBR 丁二烯－苯乙烯无规共聚物

(2)交替共聚物 链结构 B 命名及单体排列顺序M1-M2交替共聚物 例子 苯乙烯一马来酸酐交替共聚物 (3)嵌段共聚物 链结构 命名及单体排列顺序M-M2X嵌段共聚物 例子 苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物 (4)接枝共聚物 链结构 命名及单体排列顺序M1M2接枝共聚物 例子 HIPS 丁二烯一苯乙烯接枝共聚物

（2）交替共聚物 链结构 B 命名及单体排列顺序 M1 -M2交替共聚物 例子 苯乙烯－马来酸酐交替共聚物 （3）嵌段共聚物 链结构 C 命名及单体排列顺序 M1 -M2 X 嵌段共聚物 例子 苯乙烯－丁二烯－苯乙烯三嵌段共聚物 （4）接枝共聚物 链结构 D 命名及单体排列顺序 M1 -M2 接枝共聚物 例子 HIPS 丁二烯－苯乙烯接枝共聚物

3、研究共聚合的意义 充分利用单体,拓宽原料范围 改善均聚物的性能 均聚物PS一一塑料 例如 均聚物PB一一橡胶 无规共聚物E一SBR乳聚丁苯橡胶 嵌段共聚物SBS,SIS热塑性弹性体,热熔压敏胶 K树脂透明包装塑料 交替共聚物苯乙烯一马来酸酐分散剂 接枝共聚物HIPS基体改性增韧 PE膜表面接枝PMMA表面改性 共聚反应可以改善聚合物的诸多性能;其性能改变的程度取决于 参加共聚的两种单体的种类、用量以及结构单元的排列方式!

3、研究共聚合的意义 充分利用单体，拓宽原料范围 改善均聚物的性能 例如： 均聚物 PS －－塑料 均聚物 PB －－橡胶 无规共聚物 E－SBR 乳聚丁苯橡胶 嵌段共聚物 SBS, SIS 热塑性弹性体，热熔压敏胶 K树脂 透明包装塑料 交替共聚物 苯乙烯－马来酸酐 分散剂 接枝共聚物 HIPS 基体改性 增韧 PE膜表面接枝PMMA 表面改性 共聚反应可以改善聚合物的诸多性能；其性能改变的程度取决于 参加共聚的两种单体的种类、用量以及结构单元的排列方式！

§72二元共聚组成方程 50% 50% 1、定性分析 M 分析1: 某一瞬间,共聚物组成与单体组成是否相同? 分析2: 不同瞬间形成的聚合物组成是否相同? 2、定量分析一一共聚组成微分方程 (1)聚合物瞬间组成表示方法 dml-dM/dt d|[M] [M1]+a 以物质的摩尔浓度表 以摩尔分率表示 示(Mayo-Lews方程)

§7.2 二元共聚组成方程 1、定性分析 M1 M2 50％ 50％ 分析1： 某一瞬间，共聚物组成与单体组成是否相同？ 分析2： 不同瞬间形成的聚合物组成是否相同？ 2、定量分析－－共聚组成微分方程 （1）聚合物瞬间组成表示方法 d M dt d M dt d M d M [ ]/ [ ]/ [ ] [ ] 2 1 2 1 − − = 以物质的摩尔浓度表 示(Mayo-Lewis方程) 以摩尔分率表示 [ ] [ ] [ ] 1 2 1 1 d M d M d M F + =

(2)微分方程推导 消耗单体的反应包括链引发反应和链增长反应 假定一:聚合度很大 只考虑链增长反应 消耗单体M的反应: M,M+ M 111 M2M,+ M MM M,M2+ M 121 221 M.M.+ M MM 假定二:无前末端效应

（2）微分方程推导 消耗单体的反应包括链引发反应和链增长反应 假定一：聚合度很大 只考虑链增长反应 M1 M1 M2 M1 M1 M1 k111 k211 M1 M1 . . + + . . M1 M2 M2 M2 M1 M1 k121 k221 M1 M1 . . + + . . 假定二：无前末端效应 消耗单体M1的反应：

M1+M1 V1=k1[M1][M1 M2+M421-M1 21 同理,消耗单体M2的反应 M1+M2 12 M2 V12=k2[M1][M2 Mn十 M2 22 c「M, V1+V21 假定三:稳态假定 d[M2] M1]【M2]为定值 12 dt

M1 M2 M1 M1 k11 k21 M1 M1 . . + + . . M1 M2 M2 M2 k12 k22 M2 M2 . . + + . . 同理，消耗单体M2的反应： V11 k11 M1 M1 . = [ ] [ ] V12 k12 M1 M2 . = [ ] [ ] V21 k21 M2 M1 . = [ ] [ ] V22 k22 M2 M2 . = [ ] [ ] 11 21 1 [ ] V V dt d M = + 12 22 2 [ ] V V dt d M = + 假定三：稳态假定 [ M1 . ] [ M2 . ] 为定值 V12 V = 21

[M1] V1+V21 +V22 i k, dMl2[M.rM+M|其中: k 21 其它条件:自由基等活性 无明显解聚 公式的说明:「单体组成与共聚物组成的瞬时性 共聚组成与单体组成的关系 r1,r2的物理意义

12 22 11 21 2 1 [ ] [ ] V V V V d M d M + + = [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 M r M r M M M M d M d M + + =  12 11 1 k k r = 21 22 2 k k r = 其中： 其它条件：自由基等活性 无明显解聚 公式的说明： 单体组成与共聚物组成的瞬时性 共聚组成与单体组成的关系 r1 , r2 的物理意义

(3)以摩尔分率表示的微分方程 rfi +fi f, rf2+2/2+n1/2 (4)公式的使用范围 适用聚合反应的任何时刻 适用离子聚合

2 1 2 2 2 2 1 1 1 2 2 1 1 1 r f 2 f f r f r f f f F + + + = （3）以摩尔分率表示的微分方程 （4）公式的使用范围 适用聚合反应的任何时刻 适用离子聚合