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> 阴离子聚合在适当条件下(体系非常纯净;单体为非极性共轭双烯),可以不发生链终止或链转移反应,活性链直到单体完全耗尽仍可保持聚合活性。 这种单体完全耗尽仍可保持聚合活性的聚合物链阴离子称为“
活高分子”(Living Polymer)
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实验证据 萘钠在THF中引发苯乙烯聚合,碳阴离子增长链为红色,直到单体100%转化,红色仍不消失 重新加入单体,仍可继续链增长(放热),红色消退非常缓慢,几天~几周
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形成活性聚合物的原因
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* 离子聚合无双基终止 * 反离子为金属离子,不能加成终止 *
从活性链上脱除氢负离子H-进行链转移困难,所需能量较高(主要原因) |
最终仍可脱H-终止,可能发生下述反应:
1,
3-二苯基烯丙基阴离子
由于共轭效应,很稳定,无反应活性
>在聚合末期,加入链转移剂(水、醇、酸、胺)可使活性聚合物终止 有目的的加入CO2、环氧乙烷、二异氰酸酯可获得指定端基聚合物 端羧基化反应
端羟基化反应
端胺基化反应
阴离子聚合的特点:快引发、慢增长、无终止 |
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> 聚合反应速率 可简单地用增长速率来表示: 式中 -表观速率常数 -阴离子活性增长中心的总浓度
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*
该式的条件: 无杂质的活性聚合,且引发快于增长反应,即在开始聚合前,引发剂已定量地离解成活性中心,则阴离子活性中心的浓度等于引发剂的浓度, = *
阴离子的聚合速率比自由基聚合大104~107倍,从kp值比较,两者相近,从活性中心浓度比较
| > 聚合度
| 在下列条件下< |
引发剂全部很快地转变成活性中心 搅拌良好,单体分布均匀,所有链增长同时开始 无链转移和链终止反应 解聚可忽略 | 转化率达100%时,活性聚合物的平均聚合度等于单体浓度与大分子活性链数之比:

| 式中 |
-引发剂浓度 n-每个引发剂分子上的活性中心数 双阴离子 n = 2 单阴离子 n =
1 | 这样合成产物的聚合度可以定量计算 这种通过定量计算加入引发剂和单体,从而得到预期聚合度和窄分子量分布的聚合反应称为化学计量聚合 阴离子活性聚合得到的产物的分子量分布很窄,接近单分散,如St在THF中聚合,分子量分布指数=
1. 06 ~ 1. 12,可用作分子量及其分布测定的标准样品, 仍存在一定分散性,原因: *
反应过程中很难使引发剂分子与单体完全混合均匀,即每个活性中心与单体混合的机会总是有些差别; * 不可能将体系中的杂质完全清除干净
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> 溶剂的性质可用两个物理量表示: 介电常数 ,表示溶剂极性的大小,溶剂极性越大,活性链离子与反离子的离解程度越大,自由离子多
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* 电子给予指数,反映了溶剂的给电子能力:溶剂的给电子能力强,对阳离子的溶剂化作用越强,离子对也越分开。
溶剂能导致活性中心的形态结构及活性发生变化。
| 在极性溶剂中 可以是 < |
离子对 <
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紧密离子对 疏松离子对 |
| 自由离子 |
| 活性次序:自由离子 > 疏松离子对 >
紧密离子对 如:苯乙烯以萘钠引发, 在THF中 在二氧六环中 在非极性溶剂中,活性种主要以缔合形式存在 单量体活性 >> 缔合体活性
丁基锂浓度低时,或在极性溶剂THF中,基本不缔合 浓度高时,在芳香烃中引发苯乙烯,发现: 认为活性链PsLi在这些非极性溶剂中缔合成二聚体 ,它先要解缔,然后与单体加成
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反离子与溶剂化程度有关 反离子(由锂到铯)半径增大,溶剂化能力下降(对极性溶剂),离子对离解程度降低,反应速率减小 | |