Тема 12. Синтез полимеров
реклама
Тема 12. Синтез полимеров Полимеризация Полимеризацией называется реакция соединения мономерных молекул с раскрытием двойной (или тройной) связи, которая не сопровождается выделением побочных продуктов и протекает без изменения состава реагирующих веществ, т.е. элементный состав мономера и полимера одинаков. Процесс полимеризации является цепной реакцией, состоящей из трех элементарных актов: 1. Образования активного центра на мономере 2. Роста цепи 3. Обрыва цепи В зависимости от характера активных центров, инициирующих цепной процесс, различают: • Радикальную полимеризацию • Ионную полимеризацию Радикальная полимеризация Активными центрами являются свободные радикалы. В зависимости от способа образования свободных радикалов инициирование может быть: • Термическим (нагрев) • Фотохимическим (квант света) • Радиационным (под воздействием ускоренных электронов • Химическим (инициаторы) – в качестве инициаторов применяют пероксиды, гидропероксиды. Для всех типов радикальной полимеризации установлено, что молекулярная масса цепи тем выше, чем меньше скорость последней стадии – обрыва цепи. Ионная полимеризация • Ионная полимеризация протекает под действием катализаторов или каталитических систем в присутствии растворителей. • Различают катионную и анионную полимеризацию. • Катионная полимеризация протекает под действием электроноакцепторных веществ – кислот, катализаторов Фриделя-Крафтса, при этом растущая макромолекула переносит по цепи положительный ион карбония • Анионная полимеризация протекает в присутствии электронодонорных веществ – металлоорганических соединений, алкоголятов щелочных металлов, амида натрия. Растущая концевая группа макромолекулы несет отрицательный ион карбония В промышленности используются следующие способы проведения полимеризации: • В газовой фазе • В блоке (в массе) • В растворе • В эмульсии • В суспензии Методом полимеризации получают полиэтилен высокой и низкой плотности, поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат, поливинилацетат, их сополимеры, полиакрилонитрил, политетрафторэтилен. Поликонденсация • Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений из би-, триили многофункциональных низкомолекулярных соединений (мономеров), протекающий по механизму замещения и обычно сопровождающийся выделением низкомолекулярных побочных продуктов. При этом элементный состав полимера не совпадает с элементным составом исходных веществ. • Поликонденсация представляет собой ступенчатый процесс: рост цепи происходит в результате взаимодействия молекул мономера друг с другом, а также с промежуточными продуктами – димерами, тримерами, олигомерами и растущими полимерными молекулами. • В промышленности применяются способы поликонденсации в расплаве, растворе и на границе раздела двух фаз • Методом поликонденсации получают фенолформальдигидные, эпоксидные смолы и полимеры, полиэфиры (например, полиэтилентерефталат), ароматические полиэфиры (полиакрилаты), поликарбонаты, полиамиды, полисилоксаны (кремнийорганические полимеры). Химическая модификация полимеров • При химической модификации исходный полимер подвергается химическим воздействиям, в результате чего он превращается в новый полимер иного химического строения. • Химическая модификация осуществляется путем замещения некоторых атомов или групп в полимерной цепи на другие атомы или группы
