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高分子化学 第七章

第七章(P.199)
2.解释和区别下列诸名词:配位聚合,络合聚合,插入聚合,定向聚合,有
规立构聚合。

配位聚合:配位聚合是指单体分子首先在活性种空位上配位,形成 络合物,而配位活化后的单体在金属-烷基之间插入增长。

配位和插入反复进行的聚合过程。

故又称作络合引发聚合或插入聚合。

配位聚合是离子过程,也称为配位离子聚合。

络合聚合:配位聚合和是同义词,其含义一方面是指引发剂有配位或络合能力,另一方面指聚合过程中伴有配位或络合反应,但配位一词更为确切。

插入聚合:配位聚合和插入聚合是同义词,其含义是指单体是通过插入的方式来完成增长的。

定向聚合:也称有规立构聚合,指形成立体规整聚合物的聚合反应。

有规立构聚合:指形成有规立构聚合物为主的聚合反应。

任何聚合过程或聚合方法,只要形成形成有规立构聚合物为主,都是有规立构聚合。

3.区别聚合物的构型和构象。

简述光学异构和几何异构。

聚丙稀和聚丁二烯
有几种立体异构体?
构型和构象:⑴. 构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。

要改变构型必须经过化学键的断裂和重组,构型不同的异构体有旋光异构体和几何异构体。

⑵. 构象是原子绕C-C单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。

光学异构和几何异构:⑴. 光学异构体是指由构型所产生的异构现象,是由手性中心所产生的,有R (右)和S (左)型,也称对映异构或手性异构。

⑵. 几何异构是由分子中双键或环所产生的,有Z (顺式)和E (反式)构型。

聚丙稀和聚丁二烯的立体异构体:⑴. 丙稀有三种立体异构体,即:全同立构聚丙烯。

间同立构聚丙烯和无规立构聚丙烯。

⑵. 聚丁二烯可能有四种立体异构体,即:顺式-1,4,反式-1,4,、全同-1,2,间同-1,2-聚丁二烯。

5. 下列哪些单体能够配位聚合,采用什么引发剂?形成怎样的立构规整聚合
物?有无旋光活性?写出反应式。

⑴ . 丙稀能进行配位聚合,引发剂可选用()Cl AlEt TiCl 23,,-δγα,形成全同
立构聚丙烯,由于分子中仅有假手性中心,所以聚合物无旋光性。

⑵ . 异丁烯能进行配位聚合,无定向可言,仅考虑速率,引发剂可选用
34AlEt TiCl -,两甲基相同,无立体异构现象,也无旋光性。

⑶ . 丁二烯能进行配位聚合, Ziegler-Natta 型、π-烯丙基型和烷基锂型
引发剂都可选用,选用34AlEt TiCl -,顺式-1,4占95%,选用
()134<-Ti Al AlR TiCl ,反式-1,4占91%,形成的聚合物是几何异构体,
没有旋光性。

选用()()[]陈化103=-V Al AlR acac V ,间规-1,2占92~96%,
选用()()未陈化3656AlR H CNC Cr -,等规-1,2占97~100%。

也无旋光性。

⑷ . 胺基丙酸不能进行配位聚合。

⑸ . 戊二烯能进行配位聚合, 与丁二烯相似。

除1,4-加成、1,2-加成外,
还有3,4-加成。

⑹ . 环氧丙烷能进行离子开环聚合,引发剂可选用甲醇钠等低活性引发
剂,形成全同、间同、和无规聚合物,单体分子本身含有手性碳原子
C × ,聚合后手性炭原子仍留在聚环氧丙烷大分子中,连有4个不同
的基团,属真正的手性中心。

因此其全同产物有旋光性,间同产物形
成内消旋产物时,无旋光性。

6. 下列哪一种引发剂可使乙烯、丙稀、丁二烯聚合成立构规整聚合物?
⑴. 正己烷Li H C n 94- ⑵. ()四氢呋喃萘+钠
⑶. ()3524H C Al TiCl - ⑷. ()Cl H C Al TiCl 2523--α
⑸. NiCl H C 53-π ⑹. ()Ni H C 274-π
⑴ Li H C n 94-:可使丁二烯以阴离子方式聚合。

(顺、反式-1,4) ⑵ ()四氢呋喃萘+钠:可使丁二烯以阴离子方式聚合。

(1,2-为主)
⑶ ()3524H C Al TiCl -:可使丁二烯聚合成立构规整聚合物。

(顺、反式-1,4)
⑷ ()Cl H C Al TiCl 2523--α:可使丙烯聚合成立构规整聚合物。

⑸ NiCl H C 53-π:可使丁二烯聚合成立构规整聚合物。

(顺式-1,4)
⑹ ()Ni H C 274-π:无负性配体,无聚合活性。

9. 丙烯进行自由基、离子聚合及配位阴离子聚合,能否形成高分子量聚合物?
并分析其原因。

丙烯进行自由基聚合:丙烯进行自由基聚合时,只能得到低聚体。

原因有:①由于单体中存在烯丙基-H 易发生链转移,形成稳定的烯丙基自由基,
不能继续引发单体聚合。

②由于丙烯带有供电子基(-CH3),使C=C双键上电子云密度增大,不利于自由基进攻。

丙烯进行阳离子聚合:丙烯不宜作为阳离子聚合的单体。

原因有:①丙烯作阳离子聚合的单体时,由于增长离子容易重排为热力学上更稳定的叔碳阳离子,只能形成支化低聚物。

②由于丙烯上甲基的推电子作用,双键上电子云密度有所增加,但一个烷基的供电性不强,增长速率较慢。

丙烯进行阴离子聚合:由于推电子基团甲基(-CH3)的存在,使丙稀不宜作为阴离子聚合的单体。

丙稀进行配位阴离子聚合:丙稀是典型的配位阴离子聚合单体,聚合时可以得到高聚物。

10.乙烯配位聚合和丙烯配位聚合的Ziegler-Natta 引发剂有何不同?两组分
有哪些主要反应?钛组份的价态和晶型对聚丙烯的立构规整性有何影响?
①.乙烯结构对称,无任何取代基,向活性中心配位插入聚合时,无定向
问题,对所用的引发剂无立构规整度的要求,只希望活性高。

因此选用Ziegler-Natta 引发剂中的最常用过渡金属化合物TiCl4 和AlCl3。

两者反应的结果,TiCl4被还原成β-TiCl3 ,比其它晶型活性高。

②.丙烯是α-烯烃,在进行配位聚合时希望得到等规度高的聚合物,因此,
就要选择聚合速率和定向能力高的引发剂。

Ziegler-Natta 引发体系两组分对聚丙烯等规度的影响因素非常复杂,诸如反应后形成络合物的晶型、状态和结构,活性种的价态和配位数,过渡金属和Ⅰ~Ⅲ族金属的电负性和原子半径,以及烷基化速度和还原能力等都有影响。

从IIP考虑,首选TiCl3(αγδ)作丙烯配位聚合引发剂。

虽然主引发剂对丙烯聚合速
率有影响,但主要决定于共引发剂。

从速率、IIP、价格等综合指标考虑,优选AlEt2Cl 作共引发剂。

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