自由基聚合和阴阳离子聚合 区别

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引发剂种类
 
> 自由基聚合
采用受热易产生自由基的物质作为引发剂 <
偶氮类
过氧类
氧化还原体系
引发剂的性质只影响引发反应,用量影响 Rp
> 离子聚合:
采用容易产生活性离子的物质作为引发剂
 
* 阳离子聚合:亲电试剂,主要是Lewis酸,需共引发剂
* 阴离子聚合:亲核试剂,主要是碱金属及其有机化合物
引发剂中的一部分,在活性中心近旁成为反离子
其形态影响聚合速率、分子量、产物的立构规整性
单体结构
 
自由基聚合 <
带有弱吸电子基的乙烯基单体
共轭烯烃
离子聚合:对单体有较高的选择性
<
阳离子聚合:
阳离子聚合:带有强推电子取代基的烯类单体
共轭烯烃(活性较小)
阴离子聚合:
带有强吸电子取代基的烯类单体
共轭烯烃
环状化合物、羰基化合物
溶剂的影响
 
自由基聚合 <
向溶剂链转移,降低分子量
笼蔽效应,降低引发剂效率 f
vdl溶剂加入,降低了[M],Rp略有降低
水也可作溶剂,进行悬浮、乳液聚合
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离子聚合<
溶剂的极性和溶剂化能力,对活性种的形态有较大影响:离子对、自由离子
影响到 RRp、Xn 和产物的立构规整性
溶剂种类:阳:卤代烃、CS2、液态SO2、CO2;阴:液氨、醚类 (THF、二氧六环)
反应温度
 
自由基聚合:取决于引发剂的分解温度,50 ~ 80
离子聚合:引发活化能很小
为防止链转移、重排等副反应,在低温聚合,阳离子聚合常在-70 ~ -100 进行。
聚合机理
 
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自由基聚合:多为双基终止 <
双基偶合
双基歧化
离子聚合:具有相同电荷,不能双基终止 <
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无自加速现象
阳:向单体、反离子、链转移剂终止
阴:往往无终止,活性聚合物,添加其它试剂终止
机理特征:
自由基聚合:慢引发、快增长、速终止、可转移
阳离子聚合:快引发、快增长、易转移、难终止
阴离子聚合:快引发、慢增长、无终止
阻聚剂种类
 
自由基聚合:氧、DPPH、苯醌
阳离子聚合:极性物质水、醇,碱性物质,苯醌
阴离子聚合:极性物质水、醇,酸性物质,CO2
 
自由基聚合和阴阳离子聚合的异同
聚合反应
自由基聚合
离子聚合
阴离子聚合
阳离子聚合
聚合机理特征
慢引发、快增长、速终止、有链转移
快引发、慢增长、无终止、无转移,可成为活性聚合
快引发、快增长、难终止、有链转移,主要向单体或溶剂转移或单分子自发终止
引发剂
过氧化物、偶氮化合物
Lewis碱、碱金属、有机金属化合物、碳负离子、亲核试剂
Lewis酸、质子酸、碳正离子、亲电试剂
引发速率
很慢,需要加热
高岭石
引发剂与单体配合得当,聚合速率较快
单体
大多数乙烯基单体、共轭单体
带吸电子基团的共轭烯类单体
带供电子基团的烯类单体
活性中心
自由基
碳负离子等
碳正离子等
链增长方式
自由基与单体头尾相接为主
单体按头尾结构插入离子对
主要终止方式
双基终止(歧化和偶合)
难终止,主要应用于活性聚合当中嵌段聚合
向单体和溶剂转移
阻聚剂
生成稳定自由基和化合物的试剂如苯醌、氧、DPPH等
亲电试剂,水、醇、酸等活性氢物质,O2、CO2
亲核试剂,水、醇、碱、胺类等
链转移方式
向单体、引发剂、溶剂或大分子转移
向氨、甲苯、极性单体、溶剂转移
向单体或溶剂链转移
溶剂
可用水作介质,帮助散热
从烃类非极性有机溶剂到四氢呋喃极性有机溶剂
低级性到高极性氯代烃
聚合速率
聚合度
聚合活化能
较大
聚合温度
一般5080
室温或0en标准以下,温度太高聚合度下降
低温,-100℃或以下,温度太高聚合度下降
聚合方法
本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等
本体聚合、溶液聚合

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