聚合

合成聚合物不仅在日常生活中无处不在，而且在应用科学和基础科学中也有众多应用。

聚合是用于产生称为聚合物的大分子化合物的过程。

这些大分子由大量称为单体的重复单元组成。由这些大分子组成的材料具有独特的化学、机械和热特性。

本视频将说明聚合原理、聚酰胺-6,10 的合成，并介绍聚合的一些应用。

有几种方法可以对聚合进行分类。一种常见的方法是根据其生长特性，链生长或阶梯生长聚合。在链生长中，单体被添加到不断延长的分子链的末端。这种情况一直持续到单体耗尽或生长受到抑制。

在步进生长聚合中，双官能团或多功能单体最初反应形成二聚体和三聚体。随着反应的进行，这些化合物结合形成更大的低聚物。反应一直持续到形成长聚合物分子。

另一种对聚合进行分类的方法是基于反应机理。一类是加成聚合，其中单体加在一起而不形成副产物。例如，当氯乙烯单体形成自由基时，它会连续攻击其他单体分子，从而繁殖一个长链分子，称为聚氯乙烯或 PVC。

在另一种机制中，缩合聚合，具有互补功能末端单元的分子发生反应，释放出水或小分子形式的副产物。反应物可以是单体或更高分子量的中间体。

通过这种工艺制成的一种重要聚合物是聚酰胺，更广为人知的是尼龙。在该合成中，二羧酸氯与二胺缩合形成聚酰胺并释放出氯化氢。随着反应的进行，单体被消耗形成二聚体和三聚体，二聚体和三聚体反应形成更大的低聚体。然后，低聚物将缩合形成大分子量聚合物。

现在已经介绍了聚合的基础知识，让我们来看看使用表面聚合的聚酰胺的阶梯生长缩合反应;聚合发生在非均相混合物界面处的过程，由水相和有机相组成。

首先，准备用于聚合的反应溶液。在烧杯中，将 3 mL 秃酰氯与 100 mL 己烷混合。在单独的烧杯中，将 4.4 g 1,6-二氨基己烷加入 50 mL 蒸馏水中。

向二氨基己烷水溶液中加入大约 5 滴酚酞溶液。

接下来，小心地将 sebacoyl chloride 溶液覆盖在含有二氨基己烷的水溶液上。在两相的界面处会形成一层薄薄的。酚酞增强了该层的可见性。

最后，必须收集聚合物。用一把镊子拉出形成的聚酰胺薄膜，并将其缠绕在玻璃棒上。将聚酰胺缠绕到玻璃棒上。

然后用丙酮清洗聚合物，然后用大量的水清洗。完成后，在 50 ？C 在减压下。

从该工艺中获得中空的长链聚酰胺。

聚合反应用于许多科学和工程应用。在这里，我们介绍了其中的一些应用程序。

光聚合利用光引发反应。使用掩模，可以逐层制造三维聚合物结构。该系统使用现成的数字投影仪和光敏树脂，可以生成分辨率低于 100 μm 的 3D 对象，使力学和材料科学的基础研究以及可调谐超材料等新兴领域成为可能。

尽管纳米颗粒的合成取得了进展，但纳米颗粒的有序组装仍然是一个挑战。在此应用中，涂有聚苯乙烯嵌段-聚（丙烯酸）的金属纳米颗粒被聚合成链结构。聚合物合成技术允许控制纳米颗粒链的长度和宽度。

生物相容性聚合物已成为生物科学中不可或缺的工具。例如，密度梯度多层聚合可以创建具有不同化学和机械特性的生物相容性分层基质。该技术有助于对复杂 2-D 和 3-D 环境中的细胞反应进行生物医学和基础研究。

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