[材料科学]06 离子聚合.pdf

第六章离子聚合 本章教学目标： 1. 掌握阳离子、阴离子聚合适用的单体和引发剂； 2. 掌握阴离子聚合反应机理，活性聚合及其应用； 3. 了解阳离子聚合机理； 本章教学重难点： 重点：阴、阳离子聚合各适用的单体和引发剂； 阳、阴离子聚合反应机理； 难点：阴、阳离子聚合各适用的单体和引发剂。 主要内容 引言 阴离子聚合 阳离子聚合 离子聚合与自由基聚合的比较 离子共聚 引发剂的裂解方式 均裂 R + 种 物 性 活 R R R 中性自由基 异裂 A B A + B 阳离子 阴离子 打开π键，引发聚合 R 自由基聚合 打开π键，引发聚合 A 阳离子聚合 连锁聚合 打开π键，引发聚合 B 阴离子聚合 6.1 引言 离子聚合是又一类连锁聚合。它的活性中心为 离子。根据活性中心的电荷性质，可分为阳离子聚 合和阴离子聚合。 多数烯烃单体都能进行自由基聚合，但是离子 聚合却有极高的选择性。原因是离子聚合对阳离 子和阴离子的稳定性要求比较严格。 例如：只有带有1,1—二烷基、烷氧基等 强推电子的单体才能进行阳离子聚合；带 有腈基、硝基和羰基等强吸电子基的单体 才能进行阴离子聚合。但含有共轭体系的 单体，如苯乙烯、丁二烯等，则由于电子 流动性大，既可进行阳离子聚合，也能进 行阴离子聚合。 离子聚合对引发剂也有很强的选择性。 离子聚合对实验条件的要求较高，实验室重复性 较差，因此理论研究远远不如自由基聚合成熟。 但离子聚合在工业上有极其重要的作用。有些重 要的聚合物，如合成天然橡胶、丁基橡胶、聚甲醛 等，只能通过离子聚合制得。 有些单体虽可用不同的聚合方法聚合而得，但产 物的性能差别很大。如聚丁二烯、聚苯乙烯的离子 聚合产物的性能与自由基聚合产物截然不同。 离子聚合的发展导致了活性聚合的诞生。这是高 分子发展史上的重大转折点。它使高分子合成由必 然王国向自由王国迈出了关键的一步。通过阴离子 活性聚合，可实现高分子的分子设计，制备预定结 构和分子量的聚合物。 阴离子活性聚合在制备嵌段共聚物、接枝共聚 物、星状聚合物等方面有十分重要的作用。 目前，活性聚合领域已扩展到阳离子聚合、自 由基聚合和基团转移聚合。 配位聚合在本质上属于阴离子聚合。 举例一：异丁烯聚合 AlCl3为引发剂，氯甲烷为溶剂，在0 ～－40℃ 聚合, 得低分子量（＜5万）聚异丁烯，主要用于粘 结剂、密封材料等；在－100℃下聚合，得高分子量 产物（5万～100万），主要用作橡胶制品。 第六章离子聚合 引言阴离子聚合 阴离子聚合的烯类单体 阴离子聚合 阴离子聚合的引发剂和引发反应 单体和引发剂的匹配 阳离子聚合 活性阴离子