單體結(jié)構(gòu)與聚合能力
1.單體聚合的選擇性與活性
凡能進(jìn)行游離基加聚反應(yīng)的單體都具有雙鍵,但并非所有含雙鍵的化合物都能聚合成高聚物。就是能夠進(jìn)行合成的單體,有的單體只能進(jìn)行游離基聚合,,有的只能進(jìn)行離子聚合,也有的兩種聚合均可進(jìn)行,,這主要決定于單體結(jié)構(gòu),,特別是取代基團(tuán)的特點(diǎn)。
帶有吸電子基團(tuán)的單體有利于負(fù)離子聚合,,因吸電子基團(tuán)使雙鍵上x電子云密度相對降低,,而容易與親質(zhì)子的催化劑結(jié)合,而出現(xiàn)負(fù)碳離子,。因吸電子基團(tuán)的存在,,使密集于碳原子上的電子云相對地分散,,形成共軛體系,,使體系能量降低,而使負(fù)碳離子有一定的穩(wěn)定性,,可以與單體繼續(xù)作用,,加聚反應(yīng)便可進(jìn)行下去。
游離基加聚反應(yīng)與負(fù)離子聚合有些類似,,有吸電子基團(tuán)存在時(shí),,雙鍵上π電子云密度降低,易于與含獨(dú)電子的游離基相結(jié)合,,生成游離基后,,由于吸電子基團(tuán)又能與其獨(dú)電子形成共軛體系,使體系能量下降,,鏈游離基便具有一定穩(wěn)定性,,可繼續(xù)與單體相作用,加聚反應(yīng)便順利加成下去,。
如果取代基是斥電子基團(tuán),,則有利于正離子聚合反應(yīng)。因斥電子基團(tuán)的存在,,不僅使雙鍵上x電子云密度相對升高,,使之易與親電子的催化劑結(jié)合形成正碳離子,而且也在形成正碳離子后,,使碳原子電子云稀少的情況有所改變,,降低體系能量,從而正碳離子有一定的穩(wěn)定性,,能與單體繼續(xù)作用,,加聚反應(yīng)便得以順利地進(jìn)行下去,。
如單體中存在著共軛體系(如丁二烯),因極化度較大,,則既可與親質(zhì)子催化劑結(jié)合,,出現(xiàn)負(fù)碳離子而進(jìn)行負(fù)離子聚合,又可與親電子催化劑結(jié)合,,出現(xiàn)正碳離子而進(jìn)行正離子聚合,。同時(shí)也與負(fù)離子情況相似,進(jìn)行游離基聚合反應(yīng),。
由上可以看出取代基團(tuán)對聚合選擇性的影響,。而且取代基團(tuán)的電子效應(yīng),對離子型加聚反應(yīng)的速度影響較大,。負(fù)電性強(qiáng)者負(fù)離子聚合速度快,,負(fù)電性弱者則慢。但對游離基聚合影響較小,。對游離基聚合反應(yīng)影響較大的是取代基的空間位阻效應(yīng),。若取代基體積很大,單體就不能聚合,。丁二烯類單體在聚合時(shí),,可以有1,4加成,、1,,2加成及3,4加成,,而以1,,4加成為主,因此在1,,4位置上有取代基時(shí),,由于空間阻礙,就不利于聚合,,甚至不能聚合,。但也應(yīng)注意反應(yīng)條件在很多情況下能夠改變單體的聚合性能。