環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)過(guò)程

1、環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)過(guò)程摘要：改革開放之后，我國(guó)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，化學(xué)領(lǐng)域方面得到了很大的 發(fā)展。對(duì)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的分析也越來(lái)越多，成立了越來(lái)越多的化學(xué)工廠和 化學(xué)研究中心。國(guó)家對(duì)于化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展也提供了很大的支持，投入了大量的資 金和技術(shù)人員，使對(duì)物質(zhì)的物理反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)有了更多的了解，根據(jù)物質(zhì)的性 質(zhì)和反應(yīng)特點(diǎn)，研究和分析物質(zhì)的各種反應(yīng)和核外電子的變化，以全面分析和研 究發(fā)生化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的各項(xiàng)變化。本文主要介紹了環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)的過(guò)程 分析和條件分析。關(guān)鍵詞：環(huán)氧乙烷；聚合反應(yīng)；分子結(jié)構(gòu)刖言化學(xué)領(lǐng)域日益顯出它的重要性?？梢哉f(shuō)化學(xué)物質(zhì)的研究是我國(guó)化學(xué)發(fā)展最基 礎(chǔ)和最重要的一部分，對(duì)

2、化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)的分析研究可以顯示一個(gè)國(guó)家的化工水 平，還可以作為我國(guó)化工建設(shè)的重要組成部分。本文通過(guò)對(duì)環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反 應(yīng)過(guò)程，來(lái)分析環(huán)氧乙烷分子結(jié)構(gòu)和核外電子的變化。環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)過(guò)程分析1.1環(huán)氧乙烷分子結(jié)構(gòu)分析環(huán)氧乙烷是一種有機(jī)化合物，化學(xué)式為C2H4O,是一種有毒的致癌物質(zhì)，在 過(guò)去一直被用來(lái)滅菌劑的生產(chǎn)。環(huán)氧乙烷從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看，是最小的環(huán)醚，醚鍵 是一種特征性堿性強(qiáng)鍵，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)活潑，是一種易燃易爆的氣體，且有較高 的蒸汽壓。這也給環(huán)氧乙烷的運(yùn)輸?shù)絹?lái)了困難。環(huán)氧乙烷是環(huán)式結(jié)構(gòu)，在與其他 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反映時(shí)，常常需要開環(huán)，開環(huán)后結(jié)構(gòu)變?yōu)殒準(zhǔn)?，化學(xué)式為-CH2-CH2- O-，

3、化學(xué)性質(zhì)相對(duì)活潑，進(jìn)而和其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)或聚合反應(yīng)。由于環(huán)氧乙 烷的物理性質(zhì)和特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，環(huán)氧乙烷可以與水任意比例混溶，極易溶于醇 和醚。環(huán)氧乙烷的分子結(jié)構(gòu)較特殊，除了一些有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，還可以發(fā)生氧化還 原反應(yīng)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)注定了物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，如果要對(duì)環(huán)氧乙烷開環(huán)聚 合反應(yīng)過(guò)程分析，首要就是對(duì)環(huán)氧乙烷的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究。1.2環(huán)氧乙烷空間軌道分析每一個(gè)化學(xué)物質(zhì)都有分子式和特定的空間軌道，由相同分子式構(gòu)成的有機(jī)物 可以有很多，但是空間軌道相同的只有物質(zhì)本身?？臻g軌道電子的數(shù)量和排列方 式?jīng)Q定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。對(duì)環(huán)氧乙烷的空間軌道分析可知，環(huán)氧乙烷空間軌道內(nèi) 電子的運(yùn)行軌道距離

4、原子核較遠(yuǎn)，電子的運(yùn)動(dòng)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較活躍，較活潑，容易 發(fā)生氧化還原反應(yīng)。根據(jù)環(huán)氧乙烷分子結(jié)構(gòu)分析，-CH2-CH2-O-，碳原子核外電子 數(shù)為12,最外層電子數(shù)是4,氧原子核外電子數(shù)是16,最外層電子數(shù)是6,氫原 子核外電子數(shù)是1，最外層電子數(shù)是1，且環(huán)氧乙烷之間形成的鍵是共價(jià)鍵，不 是離子鍵，共價(jià)鍵是兩個(gè)原子各提供一個(gè)或幾個(gè)電子，形成共價(jià)鍵供倆原子使用， 且在環(huán)氧乙烷中共價(jià)鍵相當(dāng)于兩個(gè)電子。根據(jù)這些基本信息可對(duì)環(huán)氧乙烷的空間 軌道進(jìn)行分析和描繪。環(huán)氧乙烷的氫原子顯示了一定的正電性，環(huán)氧乙烷的最好 占據(jù)軌道主要由氧原子的孤對(duì)電子提供。環(huán)氧乙烷的空間結(jié)構(gòu)是絕對(duì)對(duì)稱的，這 也說(shuō)明在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)環(huán)

5、氧乙烷斷鍵開環(huán)的選擇是固定的。1.3發(fā)生聚合反應(yīng)過(guò)程分析環(huán)氧乙烷開環(huán)發(fā)生聚合反應(yīng)的過(guò)程包括鏈引發(fā)反應(yīng)，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)和鏈終止反 應(yīng)三個(gè)階段。發(fā)生聚合反應(yīng)是N個(gè)環(huán)氧乙烷發(fā)生化合反應(yīng)，有且只有一個(gè)生成物 化學(xué)式。鏈引發(fā)反應(yīng)是N個(gè)環(huán)氧分子的空間軌道進(jìn)行匹配及改變，使原子在一定 構(gòu)型中作為初始結(jié)構(gòu)，然后對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以獲得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的反應(yīng)中間體。 鏈增長(zhǎng)反應(yīng)是環(huán)氧乙烷不斷開環(huán)，不斷對(duì)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變和優(yōu)化、不斷調(diào)整電 子、不斷成鍵，以做到鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。鏈增長(zhǎng)反應(yīng)是環(huán)氧乙烷發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)過(guò) 程中最重要的階段，也是最復(fù)雜的階段。通過(guò)環(huán)氧分子不斷開環(huán)，分子軌道進(jìn)而 重復(fù)成鍵，形成增長(zhǎng)物。環(huán)氧乙烷的開環(huán)聚合反應(yīng)

6、得以一直進(jìn)行下去。最后階段 是鏈終止反應(yīng)，可以改變反應(yīng)條件或者加入物質(zhì)，以使環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)的 終止。由于鏈終止反應(yīng)的時(shí)間是可以人為控制的，不同時(shí)間對(duì)鏈終止的控制可以 生成不同的環(huán)氧乙烷聚合物，因此可以通過(guò)選擇加入鏈終止劑的時(shí)間來(lái)控制環(huán)氧 乙烷的聚合度，以選取需要的反應(yīng)產(chǎn)物。環(huán)氧乙烷在開環(huán)聚合反應(yīng)中，可以和有 機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，通過(guò)電子重疊形成聚醚，還可以和其他物質(zhì)例如甲醇鈉發(fā)生反應(yīng)， 通過(guò)最外層電子得失形成離子鍵。環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)結(jié)果分析2.1發(fā)生聚合反應(yīng)環(huán)氧乙烷的變化對(duì)發(fā)生聚合反應(yīng)的環(huán)氧乙烷的變化進(jìn)行分析，由環(huán)氧乙烷分子式和空間結(jié)構(gòu) 共同決定環(huán)氧乙烷的化學(xué)性質(zhì)。環(huán)氧乙烷的空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱，

7、有且只有一個(gè)可能的 親核開環(huán)反應(yīng)部位，因此在環(huán)氧乙烷的聚合反應(yīng)時(shí)，只有一種開環(huán)聚合反應(yīng)，沒(méi) 有其他的副反應(yīng)，有且只有一種化學(xué)產(chǎn)物。環(huán)氧乙烷發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，首先開環(huán)， 形成-CH2-CH2-O的化學(xué)結(jié)構(gòu)，再根據(jù)環(huán)氧乙烷的不斷開環(huán)，發(fā)生聚合反應(yīng)，發(fā)生 聚合反應(yīng)時(shí)，環(huán)氧乙烷的電子發(fā)生了變化，電子重疊形成了共價(jià)鍵，以供環(huán)氧乙 烷開環(huán)聚合反應(yīng)的順利進(jìn)行。環(huán)氧乙烷的陰離子開環(huán)聚合體系中存在著起始劑與 陰離子增長(zhǎng)之間的快速質(zhì)子交換反應(yīng)。在環(huán)氧乙烷發(fā)生陽(yáng)離子開環(huán)聚合反應(yīng)中、 增長(zhǎng)反應(yīng)是通過(guò)叔氧離子增長(zhǎng)物中來(lái)進(jìn)行的。環(huán)氧乙烷開環(huán)后得失電子后可以形 成離子鍵，也可以通過(guò)分子之間的電子重疊形成共價(jià)鍵。2.2聚合反應(yīng)

8、發(fā)生需要的條件聚合反應(yīng)即加成聚合反應(yīng)，凡含有不飽和鍵的化合物或環(huán)狀分子化合物，再 催化劑、引發(fā)劑或輻射等外加條件下作業(yè)，同中單體間相互加成形成新的共價(jià)鍵 相連大分子的反應(yīng)時(shí)聚合反應(yīng)。環(huán)氧乙烷發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)需要充足的原料和一定 的催化作用下，才可以發(fā)生環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)，環(huán)氧乙烷的開環(huán)需要催化劑 的催化，以達(dá)到電子活躍，致化學(xué)鍵斷裂，才能進(jìn)而發(fā)生成鍵和聚合反應(yīng)。環(huán)氧 乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng)，這也是因?yàn)榫酆戏磻?yīng)中電子轉(zhuǎn)移軌道，環(huán)氧乙烷 分子之間成鍵，物質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)所造成的。對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)，若想正常發(fā)生 反應(yīng)，對(duì)原料要有充足的準(zhǔn)備，對(duì)化學(xué)反應(yīng)條件也要注意和調(diào)整。因此如果想讓 環(huán)氧乙烷開環(huán)聚

9、合反應(yīng)，需要的條件即充足的原料和催化劑。環(huán)氧乙烷開始開環(huán) 聚合反應(yīng)，主要的催化劑體系主要包括質(zhì)子酸，lewis酸，碳正離子，氧離子等等。 為環(huán)氧乙烷的開環(huán)聚合反應(yīng)提供條件。2.3環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)的結(jié)果分子式分析環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合反應(yīng)的產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)是鏈?zhǔn)?、產(chǎn)物的分子式是一【-CH2- CH2-O-X-】一n。環(huán)氧乙烷的分子是環(huán)式，在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)需要開環(huán)，分子周圍 化學(xué)軌道中的最外層電子可以進(jìn)行得失、和重疊，進(jìn)而由催化劑來(lái)發(fā)生環(huán)氧乙烷 開環(huán)聚合反應(yīng)，即多個(gè)開環(huán)的環(huán)氧乙烷連在一起，形成了聚醚。環(huán)氧乙烷是一種 無(wú)色有刺激性氣味的氣體，有較高的蒸汽壓，根據(jù)此特點(diǎn)可以把其做成化學(xué)消毒 劑。環(huán)氧乙烷是一種對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的醚類，可以和環(huán)氧丙烷，甲醇鈉等其他化學(xué)物 質(zhì)發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)生成聚醚或其他產(chǎn)物。結(jié)語(yǔ)隨著時(shí)間的推移人們?cè)絹?lái)越重視化工方向的發(fā)展。不僅國(guó)家對(duì)此投入了大量 的資金支持和人才培養(yǎng)，當(dāng)代學(xué)生也主動(dòng)報(bào)考相關(guān)學(xué)校和專業(yè)。不斷發(fā)展我國(guó)的 化工產(chǎn)業(yè)，讓有利于社會(huì)的化工產(chǎn)品真正走進(jìn)我們的生活。本文是對(duì)環(huán)氧乙烷開 環(huán)聚合反應(yīng)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析。介紹了開環(huán)聚合反應(yīng)過(guò)程中分子結(jié)構(gòu)的變化， 空間軌道電子的轉(zhuǎn)移變化，發(fā)生聚合反