《自由基共聚合a》课件.ppt

自由基共聚合

课程目标了解自由基共聚合的基本概念和原理。掌握自由基共聚合反应的机理和步骤。熟悉自由基共聚合在工业生产中的应用。

自由基共聚合a的定义自由基共聚合是一种重要的聚合反应，它涉及两种或多种单体在自由基引发剂的作用下，通过自由基链增长反应生成共聚物的过程。共聚合过程中的单体比例可以改变共聚物的性质，如玻璃化转变温度、熔点、力学性能等。

自由基的结构特点自由基通常具有不成对的电子，这使得它们具有高度的反应活性。由于单个电子的存在，自由基具有以下特点：不稳定性反应活性高易于与其他分子反应

自由基引发共聚合的机理引发引发剂分解成自由基，引发单体聚合。增长自由基与单体反应生成新的自由基，链增长。终止两个自由基反应，终止链增长，形成聚合物。

自由基共聚合的三个基本步骤1引发自由基引发剂分解产生自由基2增长自由基与单体反应，生成新的自由基3终止两个自由基反应，生成稳定的分子

引发自由基的方法热引发通过加热引发剂使其分解生成自由基。这种方法简单易行，但温度控制要求较高。光引发利用光照引发剂，使其吸收光能分解生成自由基。该方法可用于控制反应区域，适合于光敏性聚合。化学引发利用化学反应生成自由基。例如，过氧化物与金属离子反应生成自由基。

常见的引发自由基的化合物过氧化苯甲酰常用于引发聚合反应，适用于多种单体，但引发效率较低。偶氮二异丁腈热分解产生自由基，适用于各种单体，易于控制反应。过氧化氢在适当的条件下会分解成自由基，广泛用于制造塑料和橡胶。

自由基的反应活性

自由基共聚合的影响因素单体结构单体的极性、大小和官能团等都会影响共聚合的速率和产物的结构。引发剂引发剂的类型、浓度和分解速率等都会影响自由基的生成速率，进而影响共聚合的速率和产物的分子量。反应温度温度升高会加速自由基的生成速率和反应速率，但也可能导致降解和副反应。溶剂溶剂的极性和黏度等会影响单体和自由基的扩散速率，进而影响共聚合的速率和产物的结构。

连锁转移反应1链增长自由基加成到单体2链转移自由基转移到其他分子3链终止两个自由基结合

连锁中止反应1偶合反应两个自由基结合形成一个稳定的分子，终止了连锁反应。2歧化反应一个自由基从另一个自由基中夺取一个原子，形成两个新的自由基。3转移反应自由基与一个非自由基分子发生反应，产生一个新的自由基，并终止了原有的连锁反应。

自由基共聚合的动力学自由基共聚合的动力学反应速率常数活化能主要影响因素单体浓度、引发剂浓度、温度引发、增长、终止反应的活化能动力学方程描述反应速率与反应物浓度和温度之间的关系计算反应速率常数和活化能

自由基共聚合的分子量分布1单分散所有聚合物链的分子量都相同。2多分散聚合物链的分子量分布在一定范围内。3指数分布分子量分布呈指数形式。4对数正态分布分子量分布呈对数正态形式。

自由基共聚合的应用聚合物合成自由基共聚合是合成各种聚合物材料的关键技术，广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂料的生产中。材料改性通过共聚合，可以改变聚合物的性能，如提高强度、韧性、耐热性、耐腐蚀性等，从而满足不同的应用需求。功能材料制备自由基共聚合可用于制备具有特殊功能的材料，如导电聚合物、光学材料、生物材料等。

聚丙烯的生产工艺1丙烯聚合利用催化剂，将丙烯单体聚合成聚丙烯2分离纯化去除催化剂残留物和未反应的丙烯3造粒将聚丙烯熔融后，挤出成颗粒

聚乙烯的生产工艺原料乙烯是聚乙烯生产的主要原料，通常从石油裂解气中提取。聚合反应聚乙烯的生产采用高压聚合或低压聚合工艺。后处理聚合反应结束后，需要进行分离、干燥、造粒等后处理步骤。产品聚乙烯可根据密度、结晶度等特性分为多种类型，如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯等。

聚苯乙烯的生产工艺1单体准备苯乙烯单体需先经过纯化和干燥2聚合反应采用悬浮聚合或本体聚合3后处理包括分离、干燥和造粒

聚甲基丙烯酸甲酯的生产工艺1原料准备首先，将甲基丙烯酸甲酯单体、引发剂、稳定剂等原料按照比例进行混合。2聚合反应将混合好的原料在特定的温度和压力下进行聚合反应，生成聚甲基丙烯酸甲酯。3分离提纯将聚合反应后的混合物进行分离和提纯，去除未反应的单体和杂质。4干燥造粒对分离提纯后的聚甲基丙烯酸甲酯进行干燥，并制成所需的颗粒形状。5包装储存将干燥造粒后的聚甲基丙烯酸甲酯进行包装，并储存到指定地点。

聚氯乙烯的生产工艺原料准备将乙烯和氯气进行纯化，去除杂质，保证反应的顺利进行。聚合反应在催化剂和高温高压条件下，乙烯与氯气发生聚合反应，生成聚氯乙烯。分离提纯将聚合产物进行分离，去除未反应的单体和副产物，得到纯净的聚氯乙烯。造粒将聚氯乙烯粉末进行造粒，便于储存和运输。

自由基共聚合的优缺点1优点工艺简单，易于操作，成本低。2优点适用范围广，可用于合成多种类型的聚合物。3缺点反应温度较高，易产生副反应。4缺点难以控制聚合物的分子量和分子量分布。

自由基共聚合