聚合反应工程中平均聚合度的学习探讨

聚合反应工程分析是《聚合反应工程》课程中重要一章,平均聚合度是这一章节的重要内容,正确理解其概念,掌握各种数学表达式的内涵与物理意义,对聚合反应工程分析的学习十分有益,有助于学生对此类公式更深入地理解。本文依据平均分子量、单体分子量以及平均聚合度之间的关系,通过数均分子量的推导,进而推导出数均聚合度公式,再按照此方法推导出重均聚合度公式,并从聚合反应工程的角度对瞬时数均聚合度和瞬时重均聚合度进行了推导分析。     

不同聚合机理的“平均聚合度”公式的分析讨论

平均聚合度和聚合度分布是决定聚合物产品质量的一个重要指标。平均聚合度直接表征聚合产品的分子量的大小,它的大小又决定高分子材料的性能,因此,研究平均聚合度具有重要的理论意义和实际意义。聚合反应按机理分类,可分为链型聚合和逐步聚合,链型聚合又分为自由基聚合、离子聚合、配位聚合,逐步聚合又分为缩聚和加聚反应。本文以自由基聚合、离子聚合、配位聚合以及缩聚的聚合机理为主线,对不同聚合机理对应的平均聚合度的公式进行推导和讨论,并加深理解,掌握其内涵。旨在提高学生对平均聚合度的认识和把握。     

具有三活性物种的离子型活性聚合反应的动力学模型

离子型活性聚合反应体系一般具有 3种活性物种 ,即结合紧密的离子对 ,被溶剂化的疏松离子对及自由离子 .所有这些物种都能进行链增长反应 ,并且松离子对同时与紧离子对和自由离子处于热力学平衡状态 .以具有三活性物种的阴离子型聚合反应体系为例 ,对聚合产物的各种分子参数 ,例如数均与重均聚合度及多分散指数进行了理论推导 .数值计算结果表明 ,虽然 3种共存物种的反应活性很不相同 ,但是所得聚合物在高单体转化率时分子量分布仍然很狭窄     

通过自由基反应合成聚甲基丙烯酸甲酯大分子单体

大分子单体是一类具有聚合反应活性的聚合物,分子量在几千到数万不等,聚合反应活性点一般是大分子的端基,聚苯乙烯大分子单体是此类化合物的一种［１,２］．若改变聚合物化学结构（ａ）,可制成具有不同性能的大分子单体;若改变端基（ｂ）,则可使大分子单体具有不同...     

非手性席夫碱-异丙氧基铝引发外消旋丙交酯的立构选择性聚合

摘要以非手性的席夫碱-异丙氧基铝(Ⅱ)引发外消旋丙交酯(rac-LA)的立构选择性聚合. 其聚合动力学研究结果表明, 聚合反应对于单体符合一级反应动力学. 所得聚合物的数均分子量与单体转化率成正比, 并且分子量分布很窄, 表明该聚合反应具有良好的可控性. 此外所得的聚外消旋乳酸是tm为179 ℃的结晶性聚合物. 13C NMR和同核去偶1H NMR谱表明, 所得的聚乳酸是一种立构嵌段聚合物, 平均嵌段长度为11个乳酸单元.     

聚γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的合成与表征

采用双金属氰化络合物催化剂(DMC)催化γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)开环聚合,合成出结构规整的均聚产物PKH560.通过FTIR2、9Si-NMR1、H-NMR对聚合物的结构进行表征.结果表明,以DMC为催化剂,可以实现KH560的开环聚合,合成出分子量较大的目标产物PKH560.凝胶渗透色谱与多角度激光联用仪(GPC/MALLS)测得该聚合物PKH560的数均分子量大于1×104,分子量分布介于1.10与1.35之间;分析不同聚合时间PKH560的数均分子量与单体转化率之间的关系可知,聚合物的数均分子量Mn与单体转化率呈线性增长关系,聚合物的分子量分布较窄(Mw/Mn=1.10~1.35),表明该聚合反应具有活性聚合的特征.     

MeOH/BF_3体系引发异丁烯阳离子聚合反应中水含量及聚合温度的影响

研究了水含量和聚合反应温度Tp 对MeOH BF3体系引发异丁烯 (IB)阳离子聚合反应的转化率、产物的分子量及分子量分布的影响 ,求出在不同水含量条件下的Tp 对聚合物分子量影响的数学方程及相应的聚合度活化能Ep ,以期对体系中存在的微量水加以充分利用 .结果表明 ,[H2 O]和Tp 两者共同影响IB阳离子聚合反应过程及产物的分子参数 .当Tp 由 - 10 0℃升高至 - 5 0℃时 ,聚合转化率先增加到一定值后再减小 ,在- 80℃～ - 70℃范围内出现峰值 .在 [H2 O]较低时 ,Tp 明显影响着聚合产物的分子量及分子量分布 ,Tp 越低 ,分子量越高 ,分子量分布越窄 ;在 [H2 O]较高时 ,Tp 对分子量的影响程度较小 ,说明此时水对聚合反应的影响更为突出 .体系中水含量增大对IB阳离子聚合反应呈现不利作用 ,当 [H2 O]由 1 5× 10 - 3mol L增加至 4 6×10 - 3mol L时 ,Ep 由 - 4 0kJ mol增大至 - 17kJ mol ,说明随着 [H2 O]增大 ,水的负面效应更加明显 ,既促进副反应 ,又阻碍链增长反应 ,增长活化能增大 ,聚合物分子量降低 ,分子量分布变宽 .水的负面作用也随着Tp 升高而变得明显 .     

极性单体阴离子型聚合反应产物的分子量分布

关于任意官能度多官能团引发剂瞬时引发并有单体链终止的阴离子型聚合反应体系,本工作通过非稳态动力学分析,求得了分子量分布函数和平均聚合度的一般表示式,讨论了单体的最大消耗量和聚合物的官能度分布问题,建立了从反应的初始条件和单体转化率计算产物的各种分子参数的方法。上述理论结果适用于甲基丙烯酸甲酯等极性单体在极性溶剂中的阴离子型聚合反应。数值计算的结果表明:当引发剂的官能度为2时,除了少数例外,所得聚合物的分子量分布一般具有双峰。     

骨架可水解的具核超支化聚缩醛的合成与表征

通过AB2型聚合单体4-(2-羟基乙氧基)苯甲醛二甲缩醛与B2型核分子苯甲醛二甲缩醛的缩醛转移聚合反应,反应过程中不断排出低沸点的醇,合成了具核、骨架可水解的超支化聚缩醛(HBPAs).实验表明,HBPAs的分子量,多分散性和聚合度随着核比例的改变发生明显的变化.增加核比例,聚合物的分子量,多分散性和聚合度均降低.HBPAs在弱酸性条件下,骨架发生水解,生成4-(2-羟基乙氧基)-苯甲醛.研究发现,核比例对于聚合物降解速率有明显的影响,增加核比例,聚合物的降解速率加快.这表明,通过加入核分子,可以在一定程度上调控超支化聚缩醛的结构与性能.     

不同结构Iniferter引发苯乙烯聚合反应的研究

以不同结构的含氯化合物与铜试剂反应合成了4种链引发-转移-终止剂(Iniferter)。研究了它们引发苯乙烯的聚合反应过程,重点考察了Iniferter结构对聚合产物的影响。采用核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱对聚合物分子量和分子量分布进行了测定。结果表明:Iniferter结构对聚合反应速率、分子量实测值与理论值间的对应关系及分子量分布均有明显影响,当其形成的初级自由基上带有使其稳定的基团时,引发效率就高,聚合反应速率较快,而且分子量理论值与实测值两者更接近。加入四甲基秋兰姆化二硫组成双组份Iniferter引发体系可以在一定程度上使聚合物分子量分布变窄。