Производство синтез полимеров
Полимеризация – химическая реакция в результате которой образуется полимер за счет соединения молекул мономеров в молекулы полимеров. Реакция эта протекает за счет разрыва ненасыщенных связей. Реакция не сопровождается выделением побочных продуктов. Если в реакцию вступают молекулы одинаковых мономеров – гомополимеризация. Если разные – сополимеризация. По механизму процесса: - цепная, - ступенчатая. Полимеризация в массе – протекает в массе мономера в отсутствии растворителей или разбавителей. Проводят при нагревании в присутствии инициатора. Недостаток: иногда получается неоднородный по молекулярной массе материал. Так получают поливинилхлорид, полистирольные пластики. Достоинства: высокая прозрачность материала, имеют хорошие оптические и диэлектрические свойства. Эмульсионная полимеризация – проводится в жидкости, в которой практически не растворяется ни мономер, ни полимер (в воде). Для повышения устойчивости эмульсии вводят эмульгаторы. Они обволакивают капли мономера и препятствуют слипанию частиц. В качестве эмульгаторов используют мыло. Этот способ позволяет получить более однородные полимеры с высокой молекулярной массой. Из-за эмульгатора происходит загрязнение полимера. Так получают полистирол, поливинилхлорид. Суспензионная полимеризация – при ее проведении образуется более грубая эмульсия мономера в воде. Полимеры получаются меньше загрязнены, имеют высокие диэлектрические свойства, более оптически прозрачны. Полимеризация в растворе проводят в среде растворителя 2 способами: 1) растворитель растворяет и мономер и полимер 2) растворитель растворяет только мономер, а образующийся полимер осаждается по мере его образования. Так получают поливинилацетат, полиэтилен. При газовой полимеризации используют газообразные мономеры. Получение полиэтилена из этилена. При твердофазной полимеризации мономеры охлаждаются ниже Тпл и полимеризуется под действием ионизирующего излучения. Поликонденсация – это химическая реакция образования полимеров за счет взаимодействия между функциональными группами мономеров и сопровождается выделением побочного продукта. Если участвуют одинаковые молекулы мономеров с двумя различными функциональными группами – гомополиконденсация. Если различные мономеры – гетерополиконденсация. Поликонденсация в расплаве проводится при высоких температурах. Получаются полимеры высокого качества. Так получают полиэфиры, полиамиды. Поликонденсация в растворе проводится в растворителе при относительно низких температурах. Применяют при получении высокоплавких полимеров. Межфазная поликонденсация протекает на границе раздела 2 фаз несмешивающихся. Так получают полиамиды, поликарбонаты. Твердофазной поликонденсацией получают фенолоальдегидные олигомеры, глифталевые полимеры. Использование газофазной поликонденсации целесообразно когда мономеры легко гидролизуются. Так получают полиамиды. Один из мономеров находится в газообразном состоянии, а другой в жидком.
|
Высокомолекулярные соединения – вещества с очень большой молекулярной массой. Молекулы их содержат повторяющиеся группировки атомов. Их квалифицируют по способам получения: природные и химические. Природные бывают растительного и животного происхождения (целлюлоза, крахмал, белки). Химические высокомолекулярные соединения бывают искусственные и синтетические. Искусственные получают путем переработки природных ВМС. Синтетические получают путем синтеза из низкомолекулярных соединений (полиэтилен, полистирол). По свойствам и применениям: - пластмассы, - эластомеры (каучук, резины), - волокна. По своему строению молекулы полимеров это макромолекулы. Структурное звено – это группа атомов, которые многократно повторяются в молекуле полимера. Молекулы полимеров могут содержать звенья одинакового или различного химического состава. Из одинаковых звеньев – гомополимеры. А которые получены из нескольких различных мономеров, содержат в цепи не одинаковые звенья называются сополимерами. По форме макромолекул полимеры делят на: - линейные (целлюлоза), - разветвленные (белки), - сетчатые (резина). В зависимости от степени упорядоченности расположения молекул полимеры имеют кристаллическую и аморфную структуру. Кристаллическая структура характеризуется упорядоченным взаимным расположением молекул. ВМС обладают особыми свойствами. Особые свойства возникают вследствие большой величины молекул: 1. ВМС не имеют определенной Тпл, 2. Не подвергаются перегонке, т. к. разлагаются при нагревании, 3. Не растворяются в воде или растворяются с большим трудом, 4. Обладают высокой прочностью, 5. Инертны в химических средах и устойчивы к воздействию окружающей среды. |
