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開環聚合是指環狀化合物單體經過開環加成轉變為線型聚合物的反應。

1簡介

開環聚合
開環聚合ring opening polymerization環狀化合物單體經過開環加成轉變為線型聚合物的反應,例如:
開環聚合

  開環聚合

X為雜原子或官能團,如─O─、─S─、─N(R)─以及─CH=CH─等;R為烷基。
開環聚合產物和單體具有同一組成,一般是在溫和條件下進行反應,副反應比縮聚反應少,易於得到高分子量聚合物,也不存在等當量配比的問題(見縮合聚合)。開環聚合也不同於烯類加成聚合,不像雙鍵開裂時釋放出那樣多的能量。目前在工業上占重要地位的開環聚合產物有聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚四氫呋喃、聚環氧氯丙烷、聚甲醛、聚己內醯胺、聚硅氧烷等。
1863年C.-A.孚茲最早研究開環聚合,他將環氧乙烷和水在封管中加熱,得到乙二醇和聚乙二醇。1929年H.施陶丁格對環氧乙烷在各種催化劑存在下的聚合進行了系統的研究。1935年W.H.卡羅瑟斯通過雙官能化合物的縮合反應合成了各種結構和不同大小的環狀化合物,並對其開環聚合的可能性進行了探討。但是開環聚合作為獨立的聚合化學反應類型,則是在50年代以後逐步發展形成的。

2可能性

從熱力學角度來看,開環聚合的可能性隨單體環的大小而異,其次序為三元環>四元環>五元環>六元環。五、六元環較穩定;七元環以上的聚合可能性又加大(見表)。
開環聚合

  開環聚合

含有雜原子的環狀單體極性較大,易進行離子型聚合,而以正離子聚合的單體最多,如環醚、環硫醚、環亞胺、環二硫化物、環縮甲醛、內酯、內醯胺、環亞胺醚等。用負離子引發的開環聚合的單體則有環醚、內酯、內醯胺、環氨基甲酸酯、環脲、環硅氧烷等。

3類型

開環聚合

  開環聚合

按單體不同,可進行正離子、負離子、配位等聚合。以環氧乙烷為例,環氧乙烷既能進行正離子開環聚合,也能進行負離子開環聚合。 在AlCl3、SbCl5、BF3、FeCl3等路易斯酸引發下進行正離子開環聚合,得到分子量為5000以下的聚合物:
開環聚合

  開環聚合

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