本書系統(tǒng)講述從小分子單體合成高分子化合物的重要聚合反應(yīng),包括反應(yīng)機(jī)理、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、聚合反應(yīng)的實(shí)施方法、單體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件對(duì)聚合反應(yīng)及其產(chǎn)物性能的影響,以及高分子的化學(xué)轉(zhuǎn)變?cè)砗椭匾δ芨叻肿拥暮铣煞椒āH珪卜譃?0章,內(nèi)容分別是高分子的基本概念和高分子科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史、逐步聚合、自由基聚合、離子聚合、鏈?zhǔn)焦簿酆、配位聚合、活性聚合、開環(huán)聚合、高分子化學(xué)反應(yīng)、功能高分子。
本書適用于高等院校高分子專業(yè)本科生或具有化學(xué)背景非高分子專業(yè)研究生的教學(xué)用書,也可作為從事高分子生產(chǎn)的技術(shù)人員以及其他涉及高分子科學(xué)領(lǐng)域研究人員的參考用書。
盧江,中山大學(xué),教授,博士生導(dǎo)師,1981年本科畢業(yè)于中山大學(xué)化學(xué)系,1996年獲日本京都大學(xué)工學(xué)部高分子系博士學(xué)位。現(xiàn)為中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,兼任中山大學(xué)高分子與材料科學(xué)系主任。
從事高分子教學(xué)多年,主講高分子化學(xué)、高分子基礎(chǔ)、高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)等本科生課程,具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)?蒲谐晒@國(guó)家教委科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等1項(xiàng),在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊Macromolecules、Polymer等上發(fā)表論文近60篇。
第1章緒論001
1.1高分子的基本概念001
1.2聚合反應(yīng)與單體003
1.2.1聚合反應(yīng)003
1.2.2單體005
1.3高分子化合物的分類005
1.4高分子的命名006
1.4.1來(lái)源命名法007
1.4.2系統(tǒng)命名法007
1.4.3聚合物名稱的縮寫008
1.5高分子鏈的形態(tài)008
1.6高分子鏈的結(jié)構(gòu)009
1.6.1單體單元的連接方式009
1.6.2高分子的立體異構(gòu)010
1.6.3共軛雙烯聚合物的分子結(jié)構(gòu)010
1.7聚合物的分子量與多分散性010
1.8高分子科學(xué)簡(jiǎn)史012
習(xí)題014
參考文獻(xiàn)014
第2章逐步聚合015
2.1概述015
2.1.1逐步聚合反應(yīng)的一般性特征015
2.1.2逐步聚合反應(yīng)功能基反應(yīng)類型016
2.1.3逐步聚合反應(yīng)的分類019
2.1.4單體功能度與平均功能度020
2.2線型逐步聚合反應(yīng)021
2.2.1線型逐步聚合反應(yīng)產(chǎn)物的聚合度021
2.2.2線型逐步聚合反應(yīng)中的副反應(yīng)030
2.2.3線型逐步共聚合反應(yīng)032
2.2.4非化學(xué)計(jì)量控制線型逐步聚合反應(yīng)034
2.3非線型逐步聚合反應(yīng)035
2.3.1支化型逐步聚合反應(yīng)035
2.3.2交聯(lián)型逐步聚合反應(yīng)036
2.3.3無(wú)規(guī)預(yù)聚物和確定結(jié)構(gòu)預(yù)聚物038
2.4逐步聚合反應(yīng)的實(shí)施方法039
2.4.1熔融聚合039
2.4.2溶液聚合039
2.4.3界面聚合040
2.4.4固相聚合041
2.5一些重要的逐步聚合物042
2.5.1聚酯042
2.5.2聚酰胺050
2.5.3酚醛樹脂053
2.5.4聚氨酯和聚脲056
2.5.5環(huán)氧樹脂059
2.5.6氨基樹脂060
2.5.7其他逐步聚合產(chǎn)物061
習(xí)題063
參考文獻(xiàn)064
第3章自由基聚合066
3.1概述066
3.1.1鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)的一般特征066
3.1.2鏈?zhǔn)骄酆蠁误w067
3.2自由基聚合引發(fā)劑和鏈引發(fā)反應(yīng)068
3.2.1引發(fā)劑種類068
3.2.2引發(fā)劑分解動(dòng)力學(xué)072
3.2.3引發(fā)效率073
3.2.4引發(fā)劑的選擇074
3.2.5其他引發(fā)反應(yīng)075
3.3鏈增長(zhǎng)反應(yīng)077
3.3.1鏈增長(zhǎng)反應(yīng)中單體的加成方式077
3.3.2鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的立體化學(xué)078
3.4鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)079
3.4.1鏈終止反應(yīng)079
3.4.2鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)080
3.5自由基聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)081
3.5.1自由基聚合動(dòng)力學(xué)方程081
3.5.2溫度對(duì)聚合速率的影響084
3.5.3自加速現(xiàn)象084
3.5.4聚合過(guò)程速率變化類型086
3.5.5聚合反應(yīng)速率測(cè)定的一般方法086
3.6阻聚與緩聚088
3.6.1阻聚與緩聚作用088
3.6.2阻聚劑的種類及其阻聚機(jī)理088
3.6.3烯丙基單體的自阻聚作用090
3.6.4氧的阻聚和引發(fā)作用090
3.7自由基聚合反應(yīng)產(chǎn)物的分子量090
3.7.1動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)及其與聚合度的關(guān)系090
3.7.2鏈轉(zhuǎn)移對(duì)聚合度的影響091
3.7.3鏈轉(zhuǎn)移劑的應(yīng)用094
3.8聚合熱力學(xué)095
3.8.1聚合反應(yīng)熱力學(xué)特征095
3.8.2聚合熱與單體結(jié)構(gòu)的關(guān)系096
3.8.3聚合上限溫度097
3.9聚合反應(yīng)的實(shí)施方法098
3.9.1本體聚合098
3.9.2溶液聚合099
3.9.3懸浮聚合099
3.9.4乳液聚合100
3.10重要自由基聚合產(chǎn)物108
3.10.1低密度聚乙烯108
3.10.2聚氯乙烯108
3.10.3聚苯乙烯109
3.10.4聚甲基丙烯酸甲酯109
3.10.5聚丙烯腈110
3.10.6聚乙酸乙烯酯110
3.10.7水溶性聚合物110
3.10.8含氟聚合物111
習(xí)題111
參考文獻(xiàn)112
第4章離子聚合114
4.1離子聚合特征114
4.2陽(yáng)離子聚合115
4.2.1陽(yáng)離子聚合單體115
4.2.2陽(yáng)離子聚合機(jī)理116
4.2.3陽(yáng)離子聚合動(dòng)力學(xué)122
4.2.4陽(yáng)離子聚合工業(yè)應(yīng)用——聚異丁烯和丁基橡膠124
4.3陰離子聚合125
4.3.1陰離子聚合單體125
4.3.2陰離子聚合機(jī)理125
4.3.3陰離子聚合動(dòng)力學(xué)130
4.4離子聚合的立體化學(xué)131
4.4.1陽(yáng)離子定向聚合132
4.4.2陰離子定向聚合132
4.5羰基單體的離子聚合134
習(xí)題135
參考文獻(xiàn)135
第5章鏈?zhǔn)焦簿酆?36
5.1概述136
5.1.1共聚物類型和命名136
5.1.2共聚反應(yīng)的意義137
5.2二元共聚物的組成138
5.2.1共聚方程138
5.2.2共聚物組成曲線140
5.2.3共聚物組成分布及其控制144
5.3二元共聚物的微觀結(jié)構(gòu)——序列長(zhǎng)度分布146
5.3.1序列長(zhǎng)度分布146
5.3.2平均序列長(zhǎng)度147
5.4競(jìng)聚率的測(cè)定及反應(yīng)條件對(duì)競(jìng)聚率的影響147
5.4.1競(jìng)聚率的測(cè)定147
5.4.2反應(yīng)條件對(duì)競(jìng)聚率的影響149
5.5自由基共聚合150
5.5.1單體及自由基的反應(yīng)活性150
5.5.2Q-e概念154
5.5.3自由基共聚合的應(yīng)用155
5.6離子型共聚合157
習(xí)題158
參考文獻(xiàn)159
第6章配位聚合160
6.1Ziegler-Natta引發(fā)劑與配位聚合160
6.1.1Ziegler-Natta引發(fā)劑160
6.1.2配位聚合的一般描述161
6.2聚合物的立體異構(gòu)162
6.2.1對(duì)映異構(gòu)162
6.2.2順?lè)串悩?gòu)(幾何異構(gòu))164
6.2.3立構(gòu)規(guī)整度及其測(cè)定165
6.2.4立體結(jié)構(gòu)控制機(jī)理167
6.2.5立構(gòu)規(guī)整性聚合物的性質(zhì)167
6.3α-烯烴Ziegler-Natta聚合反應(yīng)168
6.3.1鏈增長(zhǎng)活性中心的化學(xué)本質(zhì)168
6.3.2Ziegler-Natta引發(fā)劑的配位聚合機(jī)理169
6.3.3Ziegler-Natta引發(fā)劑組分的影響173
6.3.4高效Ziegler-Natta引發(fā)劑175
6.3.5Ziegler-Natta聚合動(dòng)力學(xué)行為176
6.3.6α-烯烴Ziegler-Natta聚合工業(yè)應(yīng)用176
6.4共軛二烯烴的配位聚合178
6.4.1Ziegler-Natta引發(fā)劑178
6.4.2π-烯丙基型引發(fā)劑179
6.4.3共軛二烯烴定向聚合機(jī)理179
6.5配位聚合的新型引發(fā)劑體系180
6.5.1茂金屬引發(fā)劑的烯烴聚合180
6.5.2非茂金屬引發(fā)劑183
習(xí)題185
參考文獻(xiàn)185
第7章活性聚合186
7.1概述186
7.1.1活性聚合概念186
7.1.2活性聚合的動(dòng)力學(xué)特征187
7.2活性陰離子聚合187
7.2.1活性陰離子聚合的特點(diǎn)187
7.2.2極性單體的活性陰離子聚合188
7.3活性陽(yáng)離子聚合188
7.3.1活性陽(yáng)離子聚合原理188
7.3.2單體結(jié)構(gòu)對(duì)活性陽(yáng)離子聚合的影響190
7.4基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合192
7.4.1基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合特點(diǎn)192
7.4.2基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合機(jī)理192
7.5活性/可控自由基聚合193
7.5.1實(shí)現(xiàn)活性/可控自由基聚合的策略193
7.5.2氮氧自由基(TEMPO)存在下的自由基聚合194
7.5.3原子轉(zhuǎn)移自由基聚合194
7.5.4可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移可控自由基聚合196
7.6活性配位聚合197
7.7鏈?zhǔn)娇s聚反應(yīng)197
7.7.1基于功能基電子效應(yīng)的鏈?zhǔn)娇s聚反應(yīng)198
7.7.2催化劑轉(zhuǎn)移縮聚反應(yīng)199
7.8活性聚合的應(yīng)用201
7.8.1指定分子量大小、窄分子量分布聚合物的合成201
7.8.2端基官能化聚合物的合成201
7.8.3嵌段共聚物的合成202
7.8.4星形聚合物的合成204
7.8.5梳形共聚物的合成205
習(xí)題206
參考文獻(xiàn)206
第8章開環(huán)聚合208
8.1概述208
8.1.1開環(huán)聚合反應(yīng)的特性208
8.1.2開環(huán)聚合的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)可行性208
8.1.3開環(huán)聚合反應(yīng)的分類209
8.2陽(yáng)離子開環(huán)聚合反應(yīng)209
8.2.1環(huán)醚209
8.2.2環(huán)胺212
8.2.3內(nèi)酯214
8.2.4環(huán)碳酸酯215
8.2.5內(nèi)酰胺216
8.2.6環(huán)硅氧烷216
8.2.7活化單體機(jī)理(AMM)陽(yáng)離子開環(huán)聚合反應(yīng)217
8.3陰離子開環(huán)聚合反應(yīng)218
8.3.1環(huán)氧化物218
8.3.2環(huán)酯221
8.3.3內(nèi)酰胺222
8.3.4N-羰基環(huán)酸酐223
8.3.5環(huán)硅氧烷224
8.4非金屬有機(jī)引發(fā)劑/活化劑225
8.4.1陽(yáng)離子開環(huán)聚合225
8.4.2陰離子開環(huán)聚合226
8.4.3酶促開環(huán)聚合227
8.5配位開環(huán)聚合反應(yīng)228
8.6自由基開環(huán)聚合反應(yīng)229
8.6.1乙烯基環(huán)丙烷衍生物230
8.6.2乙烯酮環(huán)縮酮231
8.6.3環(huán)烯丙基硫醚232
8.6.4其他自由基開環(huán)聚合232
8.7開環(huán)易位聚合反應(yīng)(ROMP)233
8.7.1開環(huán)易位聚合反應(yīng)機(jī)理233
8.7.2開環(huán)易位聚合反應(yīng)引發(fā)劑234
8.7.3活性開環(huán)易位聚合236
8.8重要的開環(huán)聚合產(chǎn)物237
8.8.1聚醚237
8.8.2脂肪族聚酯238
8.8.3聚酰胺239
8.8.4聚乙烯亞胺240
8.8.5聚硅氧烷241
8.8.6開環(huán)易位聚合產(chǎn)物241
習(xí)題242
參考文獻(xiàn)242
第9章高分子化學(xué)反應(yīng)245
9.1高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)、影響因素與分類245
9.1.1高分子化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)245
9.1.2高分子化學(xué)反應(yīng)的影響因素246
9.1.3高分子化學(xué)反應(yīng)的分類248
9.2高分子的相似轉(zhuǎn)變248
9.2.1新功能基的引入與功能基轉(zhuǎn)換248
9.2.2環(huán)化反應(yīng)252
9.3擴(kuò)鏈反應(yīng)與嵌段反應(yīng)254
9.3.1擴(kuò)鏈反應(yīng)254
9.3.2嵌段反應(yīng)255
9.4接枝反應(yīng)256
9.4.1高分子引發(fā)活性中心法256
9.4.2功能基偶聯(lián)法259
9.4.3大分子單體法259
9.5交聯(lián)反應(yīng)260
9.5.1不飽和橡膠的硫化260
9.5.2過(guò)氧化物交聯(lián)與輻射交聯(lián)261
9.5.3光聚合交聯(lián)261
9.5.4其他交聯(lián)265
9.5.5可逆共價(jià)鍵交聯(lián)及其在自修復(fù)聚合物材料中的應(yīng)用265
9.6聚合物的降解反應(yīng)269
9.6.1熱降解269
9.6.2光降解273
9.6.3氧化降解274
9.6.4聚合物的穩(wěn)定化276
9.6.5水解與生物降解279
習(xí)題281
參考文獻(xiàn)281
第10章功能高分子284
10.1吸附分離功能高分子284
10.1.1概述284
10.1.2吸附分離功能高分子骨架結(jié)構(gòu)的合成284
10.1.3化學(xué)吸附功能高分子286
10.1.4物理吸附功能高分子289
10.2高分子試劑與高分子催化劑289
10.2.1概述289
10.2.2高分子試劑與高分子催化劑的優(yōu)越性290
10.2.3高分子試劑291
10.2.4高分子催化劑295
10.3高分子分離功能膜297
10.3.1高分子分離功能膜及其分類297
10.3.2高分子分離功能膜的分離機(jī)理298
10.3.3高分子分離功能膜聚合物的選擇與大分子設(shè)計(jì)299
10.3.4高分子分離功能膜的制備300
10.3.5膜分離過(guò)程301
10.4生物醫(yī)用高分子材料302
10.4.1生物醫(yī)用高分子材料的范疇及其基本要求302
10.4.2修復(fù)性醫(yī)用高分子303
10.4.3高分子藥物306
10.5導(dǎo)電高分子308
10.5.1共軛高分子的能帶理論與摻雜308
10.5.2共軛高分子的合成310
10.5.3導(dǎo)電高分子的應(yīng)用舉例313
習(xí)題317
參考文獻(xiàn)317