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連鎖聚合（連鎖聚合）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19

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連鎖聚合

本詞條是多義詞，共2個(gè)義項(xiàng)

連鎖聚合（英文名稱Chain polymerization）又稱連鎖聚合反應(yīng)；鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)（chain-reaction polymerization）。在聚合反應(yīng)過程中有活性中心（自由基或離子）形成，而且可以在很短的時(shí)間內(nèi)使許多單體聚合在一起，形成分子量很大的大分子的反應(yīng)。是聚合反應(yīng)的一大類，主要包括三個(gè)基元反應(yīng)，即鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止。有時(shí)還伴有連轉(zhuǎn)移反應(yīng)發(fā)生。按活性中心的不同，可細(xì)分為自由基型聚合、陽離子型聚合、陰離子型聚合和配位聚合四種類型。

基元反應(yīng)

連鎖聚合反應(yīng)中高分子量聚合物的形成是瞬間的，一個(gè)自由基、負(fù)離子或正離子一旦產(chǎn)生，就會(huì)與許多單體發(fā)生加成反應(yīng)，迅速增長為大分子。這種聚合反應(yīng)通常由一系列基元反應(yīng)完成，其中包括鏈的引發(fā)、鏈的增長和鏈的終止反應(yīng)。鏈的引發(fā)可由外界提供給單體一定能量，使其產(chǎn)生反應(yīng)的活性中心，也可以加入高活性的物質(zhì)與單體反應(yīng)進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)。一旦引發(fā)，增長的聚合物分子鏈就有很高的活性，直到活性中心失活為止。在很多情況下鏈的終止反應(yīng)比鏈的增長反應(yīng)快，如果要得到的聚合物是高分子量的聚合物，鏈的增長反應(yīng)應(yīng)當(dāng)占優(yōu)勢。鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)可用以下基元反應(yīng)表示：

鏈引發(fā): I→ R

R+M → RM

鏈增長：RM+M →RM2

RM2+M → RM3

RM(n-1)+ M →RMn

鏈終止RMn→ 死聚合物

式中：I代表引發(fā)劑；R·引發(fā)劑形成的活性種； M代表聚合單體；“·”代表活性種的位置，可以是自由基、陽離子或陰離子，RM代表生成的聚合物大分子。

聚合反應(yīng)

英文名（radical polymerazation）。在引發(fā)劑和熱、光等輻射作用下，單體活化，形成初級(jí)自由基，初級(jí)自由基與單體加成生成單體自由基為鏈引發(fā)。單體自由基不斷地與單體分子結(jié)合生成單元更多的鏈自由基，成為連增長反應(yīng)。鏈終止反應(yīng)是鏈自由基失去活性，形成穩(wěn)定的聚合物分子的反應(yīng)。鏈自由基發(fā)生向體系中其他分子轉(zhuǎn)移，即為鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。許多高分子聚合物的生產(chǎn)是以自由基聚合形式進(jìn)行。例如聚苯乙烯、高壓聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、聚丙烯腈等。

陽離子型

（英文名稱cationic polymerization）。陽離子聚合單體為具有強(qiáng)推電子取代基的烯烴及有共軛效應(yīng)的單體，例如乙烯、異丁烯、異戊二烯等。所用引發(fā)劑為親電子的質(zhì)子給體。其作用是能提供質(zhì)子氫和碳陽離子，與單體結(jié)合，引發(fā)反應(yīng)。例如含氫酸、lewis酸等。陽離子具有很高的活性，其聚合過程快引發(fā)、快增長，易轉(zhuǎn)移，難終止，通過單分子自發(fā)終止或向單體、溶劑等鏈轉(zhuǎn)移終止。因此陽離子型聚合反應(yīng)極易發(fā)生各種副反應(yīng)，很難獲得高分子量的聚合物。

陰離子型

陰離子型聚合反應(yīng)與陽離子型聚合反應(yīng)一樣，都是連鎖反應(yīng)，也分為鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止三個(gè)步驟，都存在離子對(duì)，但陰離子型聚合反應(yīng)所用的引發(fā)劑體系大多為Lewis堿，親核試劑。在一定條件下可實(shí)現(xiàn)活性聚合，即無終止反應(yīng)，利用此原理可制備嵌段共聚物、接枝共聚物及帶有繼續(xù)反應(yīng)官能團(tuán)的高分子化合物。

配位

英文名稱coordination polymerization，又稱ziegler（-Natta）聚合或揷入聚合。配位聚合是由兩種或兩種以上組分組成的絡(luò)合催化劑引發(fā)的聚合反應(yīng)。單體首先在過渡金屬活性中心的空位配位，形成α-π配位絡(luò)合物，進(jìn)而這種被活化的單體插入過渡金屬-碳鍵進(jìn)行鏈增長，最后生成大分子的過程。按照活性中心不同，可分為配位陰離子聚合、配位陽離子聚合。

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