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2.7 重要的逐步聚合物
一、聚酯
(一)直接酯化

熔融缩聚,多用于合成线型低分子量聚酯,或体型聚酯预聚物。平衡缩聚,平衡常数小,须外加催化剂。
(二)酯交换反应
(三)酸酐与羟基的反应

聚合前期为不平衡缩聚,速率快,后期转为平衡缩聚。多用于线型低分子量聚酯,或体型聚酯预聚物。
(四)酰氯与羟基的反应

酰氯与脂肪醇的反应副反应多,不能用于聚酯的合成;酰氯与芳香酚的界面缩聚可得到高分子量聚酯,不平衡缩聚。
1. 线型饱和脂肪族聚酯
饱和脂肪族二元醇+饱和脂肪族二元酸聚合,or饱和脂肪族羟基酸聚合,
or饱和脂肪族内酯聚合﹡(开环聚合,连锁机理)
产物特点:熔点低、强度低、不耐溶剂、易水解…
例如:端羟基聚酯预聚物(聚酯二醇)
原料:己二酸+过量的乙二醇or丁二醇
分子量:500~5000
端基:羟基
用途:聚氨酯预聚体,用于生产聚氨酯弹性体、胶粘剂
2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶、PET)

特点:熔点高(265℃)、强度高、柔韧性好、耐溶剂、耐腐蚀…
(1)传统工艺是酯交换法(间接酯化法),聚合分三个阶段:甲酯化、酯交换和缩聚。需要解决的两个关键问题是“如何保证官能团的等物质量?如何控制和稳定p?”

(2)直接酯化法,
当前广泛应用的新工艺,其工艺基础是对苯二甲酸的精制问题得到了解决。分二个阶段,即直接酯化和缩聚。

3.不饱和聚酯
主链含有双键的聚酯称为不饱和聚酯。
例如:最简单的不饱和聚酯
定侧基结构预聚物,分子量1000~2000,依靠双键进行交联。

4. 醇酸树脂
最简单的醇酸树脂:甘油+ 苯酐

无规预聚物,依靠官能团反应进行交联。早期产量较大,主要用作涂料和胶粘剂。
二、聚酰胺
(1)尼龙-66(已二胺+已二酸)
两官能团等当量比的问题:
已二胺+乙二酸—→66盐
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66盐在冷热乙醇中溶解度显著差别可重结晶提纯,所得66盐可保证等物质量比。
(2)尼龙-6
另一类聚酰胺,产品仅次于尼龙-66,己内酰胺开环。

催化剂不同,聚合机理并不同:碱催化,阴离子开环;水或酸为催化剂,逐步机理。制合成纤维时,采用后者:单体+5~10%水,反应温度:250~270℃, 12~24h。
(3)芳香族聚酰胺
不可采用芳香二胺与芳香二酸合成(芳香胺的活性低,提高T,有副反应),芳香二胺+芳香二酰氯(活性更高),通常采用溶液聚合。
溶剂:高极性非质子溶剂:二甲基甲酰胺(DMA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、甲基磷酰胺(HMP)等,可防止聚合物过早沉淀。
HCl吸收剂,叔胺:如吡啶。聚合所得溶液经常直接用来纺丝。
Kevlar:

全芳聚酰胺结构,具有异常的耐热性和阻燃性,高熔点(≥500℃分解),超高强度,高抗溶剂性和高抗氧性。Kevlar可形成液晶溶液,纺丝后纤维中的分子高度取向,比强度超过钢丝。
三、聚碳酸酯
最著名的聚碳酸酯是由双酚A与光气或碳酸二苯酯聚合得到。




