加聚反应(Addition Polymerization):即加成聚合反应,一些含有不饱和键(双键、叁键、共轭双键)的化合物或环状低分子化合物,在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下,同种单体间相互加成形成新的共价键相连大分子的反应就是加聚反应。烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。高中化学,特别是人教版化学选修5经常接触。一般我们说的加聚反应指的就是链增长聚合反应。

中文名

加聚反应

外文名

Addition Polymerization;chain-growth polymerization

别名

加成聚合反应

类型

有机化学反应

定义

烯类单体间相互反应生成一种高分子化合物,叫做加聚反应。加聚反应由一种引发剂进行引发后,单体一一逐个与聚合链的顶端发生加成反应,形成聚合物。

另外,单体间相互反应生成高分子化合物,同时还生成小分子(水、氨等分子)的反应叫缩聚反应。加聚反应:小分子的烯烃或烯烃的取代衍生物在加热和催化剂作用下,通过加成反应结合成高分子化合物的反应,叫做加成聚合反应。

简介

如:

若n与n不同,则是化合物

聚合反应

是单体(小分子)

是链节,n是聚合度(小分子个数),聚乙烯是高聚物。 .

n一般成千上万

注:一般公式

的中括号是有横线的,那表明的了不饱和,n就是表明无数互相连接。

加聚反应主要包括阳离子聚合阴离子聚合、自由基聚合和金属催化剂聚合四种,分别适用于不同的单体。

1. 阳离子聚合

阳离子聚合使用的引发剂通常是较强的路易斯酸(如质子、五氟化磷,等)或者发烟硫酸。在酸性条件下,质子或路易斯酸攻击单体双键或环,发生加成反应,自身稳定下来却又形成了一个新的路易斯酸,又继续攻击下一个单体。经过多次重复反应,生成一条聚合链(下图中单体不同,但反应机制相同)。

阳离子聚合被一个质子引发,形成碳正离子

碳正离子继续攻击单体,碳链增长

当聚合链碰到路易斯碱的时候,碳链顶端得到配位键,反应终止。

副反应也可能终止加聚反应

反应被路易斯碱终止。

另外,副反应也能导致聚合终止

2. 阴离子加聚反应

这种加聚反应和阳离子加聚反应极为相似。不同的是,该反应使用的是一种路易斯强碱(如乙醇钠、二异丙基胺钠、氨基钠、格氏试剂、有机锂试剂等)路易斯碱和一个单体反应,产生一个新的路易斯碱;而新的路易斯碱又会继续攻击下一个单体,发生加成反应,以此类推。反应会被能呈酸性的物质(如路易斯酸、水合氢离子等)终止。

氨基钾导致苯乙烯聚合,是阴离子聚合

3. 自由基聚合

自由基聚合与以上两种聚合反应也非常相似。不同的是该反应首先把聚合物和一种能在特殊条件下形成自由基的物质混合在一起(该物质称为自由基引发剂)。混合物通过特殊反应条件(如加热、紫外线等等),里面的自由基引发剂可以生成自由基。常见的自由基引发剂包括二苯甲酮、过氧化苯甲酰、过硫酸铵等。

这种物质在高温或紫外线下,形成自由基。

这种物质在高温或紫外线下,形成自由基。

苯基自由基攻击苯乙烯形成新自由基

自由基攻击一个单体,发生加成反应,形成一个新的自由基。这个新的自由基又能够攻击下一个单体。持续的反应可以形成聚合链。

与阳离子、阴离子加聚反应不同,自由基聚合不需要特定的终止反应。两个自由基的单电子就可以形成一个共价键,使反应终止。

4. 金属催化剂加聚反应

这种加聚反应和以上三种加聚反应均有较大不同。反应使用一种特定的过渡金属配位化合物作为引发剂,单体一般只为烯烃类化合物而不包含环状化合物。阳离子催化、阴离子催化和自由基催化发生的地点都在聚合链的“尾巴”处,而金属催化则发生在聚合链的“头部”,也就是金属离子所在的地方。几乎所有此类金属引发剂都是金属离子和环戊二烯形成的化合物。

有些金属催化剂不含环戊二烯

这种物质和烷基铝混合,可催化加聚反应

什么时候使用哪种引发剂,是有单体决定的。某些单体会更加适合其中一种或几种聚合方法。