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  • 发表于:2018-01-15 9:46:45

聚合物材料可靠性分析原理(6)

石拓•著

1.2.2共聚反应

定义1.2.2.1  两种或两种以上的单体,通过加成聚合生成高分子的反应,称为共聚反应。

在共聚反应中,因为有多种单体参与聚合(至少两种)。所以,根据单体之间的不同配比,能够制得不同分子结构的聚合物。由于分子结构不同,导致了性能的不同。因此共聚反应可以制得更多性能要求的聚合物。

共聚反应的机理和类型,与加聚反应雷同。共聚反应与加聚反应一样,在反应中,不产生副产物。不过,由于不同单体分子的结合,使得共聚反应产物高分子的结构变得了复杂。因此,共聚物的高分子结构具有多样性。这种多样性,是共聚反应的特点。因为高分子的组成与结构,决定了高分子聚合物的性能。所以共聚反应是一种,可以实现聚合物分子设计的聚合方法。

1.2.3缩聚反应

缩聚反应是一种含有官能团的有机分子,通过官能团与官能团之间发生的聚合反应。缩聚反应中,在生成大分子的同时,生成其它小分子。假如,生成的大分子与大分子之间不断地缩合,同时不断地放出生成的小分子。于是,大分子便聚合成了高分子。因此有:

定义1.2.3.1  单体分子的官能团不断缩合,生成高分子的同时,伴随小分子副产物的产生,称为缩合聚合反应,简称缩聚反应。

由定义1.2.3.1知,在缩聚反应的体系中,不仅存在反应物单体,而且,除了生成物高分子之外,还有小分子的副产物。因此缩聚反应的体系,比较复杂,生成物高分子的分子量及分布,也比较难以控制。

由于缩聚反应,是在反应物的官能团之间进行。因此,在缩聚反应的过程中,主要是链增长和链终止反应,没有链引发反应。但是,缩聚反应的同时,经常伴随着诸如:链交换、降解、官能团分解之类的副反应。所以,缩聚物的最终分子量及分布的控制,以及缩聚物的机械物理性能,与缩聚反应的工艺,有着相当大的关系。

根据单体的化学与物理特性,缩聚反应有多种工艺。在工业化生产中,最为常见的工艺是,熔融缩聚和溶液缩聚。

熔融缩聚是一种,将单体加热到熔融状态,进行缩聚反应的工艺。在熔融缩聚中,为了防止逆反应,在反应设备中,通常设有除去副反应物的装置。

溶液缩聚是一种,将单体溶解在溶剂中,进行缩聚反应的工艺。但是反应体系中,由于存在了溶剂,而变得十分地复杂。缩聚物的最终分子量及分布,取决于高分子链增长与降解的相对速度。

关于缩聚反应的聚合物分子量及分布,早有专门的论述与数学方程[3][4][5]。在这里,我将推导出,我们的关于溶液缩聚物分子量及分布函数,及其相关的数学方程[6][7][8]。

(待续)