共聚物

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介紹

通常，共聚物是由兩種不同單體的重複單元組成的。嵌段共聚物、交替共聚物以及接枝共聚物是這些共聚物的一些型別。在無規共聚物中，重複單元是任意排列的；交替共聚物以有序的方式排列它們；嵌段共聚物在端點處放置單體，而接枝共聚物在主體聚合物上的各個位置具有單體鏈。

什麼是共聚物？

兩種或多種不同的單體亞基連線在一起形成聚合物鏈就構成了共聚物。請記住，一種聚合物就是共聚物。聚合物是由許多單體（重複單元）結合在一起形成的大分子。這些獨特的重複亞基是共聚物與其他材料的區別之處。

共聚物的分類

三種主要的共聚物型別。

嵌段共聚物

嵌段共聚物是第一種型別。當兩個較長的鏈連線在一起時，就會形成聚合物。一條鏈由一種型別的單體亞基組成，而另一條鏈由另一組組成。這種共聚物可以被認為是兩種獨特的均聚物的結合。字首“homo-”簡單地表示“相同或相似”。因此，均聚物由相同或相似的單體亞基組成。想象一下，你的左手拿著一塊嵌段共聚物，右手拿著一塊，每塊都包含一條單獨的均聚物鏈。當你將這兩者結合在一起時，就會產生嵌段共聚物。這是一張顯示嵌段共聚物形式的圖，它由單體“B”和“A”組成。

無規共聚物

無規共聚物是第二種型別。當單體亞基以隨機的方式連線在一起時，就會形成無規共聚物。想象一下，你拿幾個單體，把它們拋向空中，然後觀察它們落到地上。無論這些單體落在哪裡，當連線在一起時，它們都會形成一條獨特的隨機鏈。下面是一張圖，顯示了由單體 A 和 B 組成的無規共聚物的組成。

交替共聚物

第三種類型，也稱為交替共聚物，是最後一種但並非最不重要的一種。交替連線在一起形成聚合物鏈的單體構成了交替共聚物。讓我們檢查一下這種共聚物的結構，以便清楚地瞭解它是什麼。

線性共聚物的不同型別有哪些？

根據單體在主鏈上的排列方式，進行此分類：

嵌段共聚物

嵌段共聚物是當使用共價鍵連線多個均聚物單元時產生的單鏈大分子。連線嵌段是兩個均聚物鏈連線在一起的中間結構。三嵌段共聚物具有三個獨特的均聚物嵌段，而二嵌段共聚物則只有兩個均聚物嵌段。丙烯腈丁二烯苯乙烯（有時稱為SBS橡膠）是這種聚合物的一個例子。

共聚物的“嵌段性”透過其統計分佈中單體的鄰近性來衡量。實際上，大多數合成聚合物（如果不是全部的話）都是共聚物，只包含 1% 到 20% 的少數單體。在這種情況下，嵌段性是不希望的。作為嵌段性或與隨機單體組成偏差的定量指標，已提出嵌段指數。

統計共聚物

其中兩種或多種單體以符合統計規律的模式排列的聚合物稱為統計共聚物。如果單體的摩爾分數等於在鏈上任何一點遇到該單體殘基的可能性，則整個聚合物稱為無規聚合物。

統計共聚物的組成取決於兩種化學性質不同的單體反應物的反應動力學，在聚合物文獻中，它們有時被稱為“無規”聚合物。與其他型別的共聚物一樣，無規共聚物可以結合各個均聚物的令人著迷且經濟上有用的特性。這些聚合物通常採用自由基聚合來製備。由苯乙烯和丁二烯共聚物製成的橡膠是統計聚合物的一個例子。

交替共聚物

由單體 A 和 B 組成的交替共聚物的公式可以擴充套件到（−𝐴 − 𝐵−）𝑛。交替共聚物只有一條鏈，單體交替排列。例如，在尼龍 6,6 中，己二胺和己二酸交替排列，就是一個交替共聚物的例子。

週期性共聚物

這些聚合物中的單體在一個鏈中排列，並具有重複的序列。例如，週期性共聚物是其結構單元具有重複序列的共聚物。如果結構單元用大寫字母表示，則週期性共聚物的縮寫為 (𝐴𝐵𝐶)𝑛。在此表示法中，ABC 代表週期，𝑛 ⋲ 𝑁（𝑛 ≥ 2）代表構成周期性共聚物的週期的重複次數。

梯度共聚物和立體嵌段共聚物

梯度共聚物是單鏈共聚物，其中單體含量沿主鏈逐漸變化。梯度共聚物可以透過施加梯度或利用在共聚過程中自然或自發形成的組成梯度來合成。分批法用於製造自發梯度共聚物，它們依賴於兩種單體物質的反應活性比的變化。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過程中自發發展的幾對單體。

如果聚合物中不同嵌段/單元的單體的觸變性不同，則該大分子被稱為立體嵌段共聚物。聚乳酸和聚（ε-己內酯）是這類聚合物的例子。

結論

可以得出結論，共聚物是由多種單體的聚合產生的聚合物。這種型別的聚合過程稱為共聚。共聚物有許多種類，可以使用多種聚合方法來製備共聚物。由兩種單體物質參與產生的共聚物被稱為生物聚合物。多種單體單元或物質以線性或支鏈模式結合在一起形成共聚物。共聚物廣泛應用於各個行業。尼龍-6-6、高強度聚苯乙烯、SBS橡膠等都具有多種用途。由於共聚物的化學性質發生了巨大變化，使其變得有用，因此提供了這種廣泛的應用範圍。

常見問題

1. 區分均聚物和共聚物。

共聚物	均聚物
共聚物包含兩種或多種單體物質。	均聚物中只有一種單體物質。
例如丁二烯和苯乙烯共聚。	聚苯乙烯均聚是一個例子。

2. 什麼是合成橡膠？

合成橡膠是一種比天然橡膠更具彈性的硫化橡膠狀聚合物，因為它可以拉伸得比天然橡膠遠得多，因此更適合使用。可以使用共聚來製備合成聚合物的均聚物或共聚物。

3. 什麼是加成聚合？

加成聚合是製備共聚物的一種方法，它涉及製備沒有任何中間產物的聚合物（有點像滷代烷和芳烴中的 SN2 反應）。通常，它們發生時存在催化劑。單體亞基的直接加成有時被稱為鏈增長聚合過程。

4. 什麼是縮合反應？

縮合聚合，也稱為逐步增長聚合，發生在任何形式的共聚（雙功能/三功能）過程中兩種不同的單體物質之間。重複的縮合反應導致水、氨和醇等物質從最終產物中去除。

5. 聚苯乙烯是共聚物嗎？

某些型別的聚苯乙烯材料是共聚物。當與其他物質混合時，均聚物（通常相當脆）可以製成更抗衝擊的材料（在這種形式中稱為高抗衝聚苯乙烯共聚物，或 HIPS）。聚苯乙烯薄膜的真空成型是另一種應用於包裝的方案。