В теоретичната част. Синтетични полимери се получават чрез полимеризация или поликондензация.
Полимеризацията - взаимодействие на съединение с няколко молекули, в които не се получават, а не разделени от продукти, и единиците, съставляващи полимер и мономер имат същия елементарен състав или с други думи полимеризацията е присъединяването на малки мономерни молекули (поради множество връзки, или отваряне на пръстена) към получения полимерна молекула с дълга верига, наречена макромолекула. Като цяло, процесът на полимеризация може да бъде представен от схемата:
където М - мономер молекула, М '- мономерната единица на макромолекулата, п - брой на единици в полимерната верига.
Химичната природа на повтарящите се единици и степен на полимеризация на полимера се определя свойства. Полимеризацията на ненаситени мономери се извършва в съответствие със законите на верижни реакции. Способността на полимеризация верига е характерно свойство на диен и винилови съединения. Това се дължи на присъствието в молекулата на съединенията от двойните връзки. Тъй като енергията на π-свързване е приблизително равна на 218 кДж / мол и α-връзка - около 353 кДж / мол, на π-връзката е по-реактивен. Следователно полимеризация протича при прекъсване π-връзка.
Свойствата на еластомери зависят не само от вида на мономер, но също така и от естеството и условията на поляризация.
Процесът на полимеризация се състои от три етапа:
Започване - образуване на активен център A → A *;
Височина верига A * + A → AA * → An + 1, А * и др.;
Отделни етапи различават по полимеризация верига скорост и термичния ефект. Енергията на активиране на активния център на образование е високо, и реакцията протича при сравнително ниска скорост.
Характеристика процес верига полимеризация се определя от естеството на активния сайт (катион, анион, фокусна точка).
Има два вида на полимеризация: свободен радикал и йонна (катионни, анионни, йон-координационни).
Йонийски полимеризация възбудени съединения, способни да образуват йони в въглеводородна среда, има изключителна селективност за мономери и има редица характеристики и предимства:
Това зависи силно от полярността на разтворителя;
Тя протича с високи скорости и значително по-ниска активиране на енергия;
Полимеризацията може да се проведе при температури, достигащи до -100 ° С
Ниска температура, висока степен на полимеризация, и ориентиращ ефект на активния център на катализатора в молекулата на мономер води до факта, че тези молекули са свързани в определен ред с друг и по този начин може да се образува:
Полимери с високо молекулно тегло и дистрибуция сравнително тесен молекулно тегло.
Схематично катионна (например, стирен) може да бъде представена както следва:
Катионни полимеризационни катализатори са силно електрон-отнемане вещество:
Фридел-Крафтс катализатори - BF3, AlCl3, SnCl4, TiCl4, SbCl5 и др.;
Водородът киселина - H2SO4, HCI, Н3РО4 и др.;
Други киселини - I2, ICL, IBR и т.н.
Най-активен катализатори са подредени в серия:
BF3 Най-често се използва TiCl4, AlCl3, SnCl4, BF3. Каталитичната активност на тези съединения е значително подобрена, ако в полимеризация система като примеси съдържа вода, халогеноводородна киселина, алкил халиди и други протонен вещество. Йонни процеси са силно чувствителни към вода и различни онечиствания в реакционната система. По този начин, вода и други вещества служат като cocatalysts. Най-ефективните съкатализатори са класифицирани на два типа: Съединения лесно отдаваща протони - вода, алкохоли, водород киселина; Съединения от типа на алкил халогенид, имащи способността да образуват карбониеви катиони. Кинетика катионна полимеризация се състоят в това, че: Общият процент на полимеризация е пряко пропорционална на квадрата на концентрацията на мономер и концентрацията на катализатора от първа степен; Степента на полимеризация е директно пропорционална на концентрацията първия мономер и зависи от концентрацията катализатор; цялостната активиране енергия зависи, включително температурата - по-ниска е, толкова по-висока скоростта на полимеризация. Ефект на разтворител: Скоростта и степента на полимеризация увеличение с увеличаване на разтворителя диелектрични константи, и не зависи също от вида на разтворителя. Цел: Получаване на полистирол чрез полимеризация на стирен блок под действието на катализатора тип катионни и отделянето му чрез утаяване от реакционната система. Реагенти. Стирол, натриев хидроксид, калаен тетрахлорид, дихлороетан, изопропанол, охлаждане на сместа (лед с разтвор на натриев хлорид). И прибори: Ерленмайерова колба запушалка 50 мл делителна фуния, стъклени ампули, порцелан чаша, Dewar, стъклена пръчка. Процедура: Разбърква се в стъклена ампула 4 мл стирен и 2 мл катализатор (1 мл SnCl4 в 30 мл дихлоретан). Поставяме флакона в съд Dewar (сместа се охлажда до -20 ° С температура). Полимеризацията се провежда в продължение на 15 минути. След 15 минути сместа се сгъсти и да го премести в порцеланова чаша с изопропанол, при която се полимер утаяване. Изхвърли първата част на утаител, и се добавя още малко количество изопропанол, които биха се промият веществото. Обединяване на целия полимер изопропанол и прокара тънък слой на дъното на чашата. Оставяме изсъхнат на въздух във вентилационен шкаф. Откриване: Катализаторните сложни форми с примеси dissotsiiruya съединение в йони:
Open верига: прекратяване на веригата се състои от присъединяването на отрицателни йони катализатор macroion карбониев.
прекратяване на растежа верига често се свързва с разделяне отрицателен йон водород катализатор от полимерната верига.
Теглото на получения полимер:
теоретично тегло на полимера:
Изчисление на преобразуване:
изчисляване на добив реакция:
Свързани статии