共聚物

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介绍

通常，共聚物是由两种不同单体的重复单元组成的。嵌段共聚物、交替共聚物以及接枝共聚物是这些共聚物的一些类型。在无规共聚物中，重复单元是任意排列的；交替共聚物以有序的方式排列它们；嵌段共聚物在端点处放置单体，而接枝共聚物在主体聚合物上的各个位置具有单体链。

什么是共聚物？

两种或多种不同的单体亚基连接在一起形成聚合物链就构成了共聚物。请记住，一种聚合物就是共聚物。聚合物是由许多单体（重复单元）结合在一起形成的大分子。这些独特的重复亚基是共聚物与其他材料的区别之处。

共聚物的分类

三种主要的共聚物类型。

嵌段共聚物

嵌段共聚物是第一种类型。当两个较长的链连接在一起时，就会形成聚合物。一条链由一种类型的单体亚基组成，而另一条链由另一组组成。这种共聚物可以被认为是两种独特的均聚物的结合。前缀“homo-”简单地表示“相同或相似”。因此，均聚物由相同或相似的单体亚基组成。想象一下，你的左手拿着一块嵌段共聚物，右手拿着一块，每块都包含一条单独的均聚物链。当你将这两者结合在一起时，就会产生嵌段共聚物。这是一张显示嵌段共聚物形式的图，它由单体“B”和“A”组成。

无规共聚物

无规共聚物是第二种类型。当单体亚基以随机的方式连接在一起时，就会形成无规共聚物。想象一下，你拿几个单体，把它们抛向空中，然后观察它们落到地上。无论这些单体落在哪里，当连接在一起时，它们都会形成一条独特的随机链。下面是一张图，显示了由单体 A 和 B 组成的无规共聚物的组成。

交替共聚物

第三种类型，也称为交替共聚物，是最后一种但并非最不重要的一种。交替连接在一起形成聚合物链的单体构成了交替共聚物。让我们检查一下这种共聚物的结构，以便清楚地了解它是什么。

线性共聚物的不同类型有哪些？

根据单体在主链上的排列方式，进行此分类：

嵌段共聚物

嵌段共聚物是当使用共价键连接多个均聚物单元时产生的单链大分子。连接嵌段是两个均聚物链连接在一起的中间结构。三嵌段共聚物具有三个独特的均聚物嵌段，而二嵌段共聚物则只有两个均聚物嵌段。丙烯腈丁二烯苯乙烯（有时称为SBS橡胶）是这种聚合物的一个例子。

共聚物的“嵌段性”通过其统计分布中单体的邻近性来衡量。实际上，大多数合成聚合物（如果不是全部的话）都是共聚物，只包含 1% 到 20% 的少数单体。在这种情况下，嵌段性是不希望的。作为嵌段性或与随机单体组成偏差的定量指标，已提出嵌段指数。

统计共聚物

其中两种或多种单体以符合统计规律的模式排列的聚合物称为统计共聚物。如果单体的摩尔分数等于在链上任何一点遇到该单体残基的可能性，则整个聚合物称为无规聚合物。

统计共聚物的组成取决于两种化学性质不同的单体反应物的反应动力学，在聚合物文献中，它们有时被称为“无规”聚合物。与其他类型的共聚物一样，无规共聚物可以结合各个均聚物的令人着迷且经济上有用的特性。这些聚合物通常采用自由基聚合来制备。由苯乙烯和丁二烯共聚物制成的橡胶是统计聚合物的一个例子。

交替共聚物

由单体 A 和 B 组成的交替共聚物的公式可以扩展到（−𝐴 − 𝐵−）𝑛。交替共聚物只有一条链，单体交替排列。例如，在尼龙 6,6 中，己二胺和己二酸交替排列，就是一个交替共聚物的例子。

周期性共聚物

这些聚合物中的单体在一个链中排列，并具有重复的序列。例如，周期性共聚物是其结构单元具有重复序列的共聚物。如果结构单元用大写字母表示，则周期性共聚物的缩写为 (𝐴𝐵𝐶)𝑛。在此表示法中，ABC 代表周期，𝑛 ⋲ 𝑁（𝑛 ≥ 2）代表构成周期性共聚物的周期的重复次数。

梯度共聚物和立体嵌段共聚物

梯度共聚物是单链共聚物，其中单体含量沿主链逐渐变化。梯度共聚物可以通过施加梯度或利用在共聚过程中自然或自发形成的组成梯度来合成。分批法用于制造自发梯度共聚物，它们依赖于两种单体物质的反应活性比的变化。苯乙烯或丙烯酸、丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸正丁酯等是可能在受控自由基聚合过程中自发发展的几对单体。

如果聚合物中不同嵌段/单元的单体的触变性不同，则该大分子被称为立体嵌段共聚物。聚乳酸和聚（ε-己内酯）是这类聚合物的例子。

结论

可以得出结论，共聚物是由多种单体的聚合产生的聚合物。这种类型的聚合过程称为共聚。共聚物有许多种类，可以使用多种聚合方法来制备共聚物。由两种单体物质参与产生的共聚物被称为生物聚合物。多种单体单元或物质以线性或支链模式结合在一起形成共聚物。共聚物广泛应用于各个行业。尼龙-6-6、高强度聚苯乙烯、SBS橡胶等都具有多种用途。由于共聚物的化学性质发生了巨大变化，使其变得有用，因此提供了这种广泛的应用范围。

常见问题

1. 区分均聚物和共聚物。

共聚物	均聚物
共聚物包含两种或多种单体物质。	均聚物中只有一种单体物质。
例如丁二烯和苯乙烯共聚。	聚苯乙烯均聚是一个例子。

2. 什么是合成橡胶？

合成橡胶是一种比天然橡胶更具弹性的硫化橡胶状聚合物，因为它可以拉伸得比天然橡胶远得多，因此更适合使用。可以使用共聚来制备合成聚合物的均聚物或共聚物。

3. 什么是加成聚合？

加成聚合是制备共聚物的一种方法，它涉及制备没有任何中间产物的聚合物（有点像卤代烷和芳烃中的 SN2 反应）。通常，它们发生时存在催化剂。单体亚基的直接加成有时被称为链增长聚合过程。

4. 什么是缩合反应？

缩合聚合，也称为逐步增长聚合，发生在任何形式的共聚（双功能/三功能）过程中两种不同的单体物质之间。重复的缩合反应导致水、氨和醇等物质从最终产物中去除。

5. 聚苯乙烯是共聚物吗？

某些类型的聚苯乙烯材料是共聚物。当与其他物质混合时，均聚物（通常相当脆）可以制成更抗冲击的材料（在这种形式中称为高抗冲聚苯乙烯共聚物，或 HIPS）。聚苯乙烯薄膜的真空成型是另一种应用于包装的方案。