ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАСТМАСС НА ОСНОВЕ ПОЛИАМИДОВ

Химические основы гидролитической полимеризации

Германе показал, что хорошо очищенный капро­лактам не полнмеризуется в течение длительного вре­мени при 250 °С даже в присутствии органических кислот или оснований. Однако добавление соли АГ или других соединений, способных выделять при по­вышенных температурах воду, может значительно ускорять реакцию, приводящую к полимеризации кап­ролактама. Общепринятый механизм этого процесса состоит из трех стадий.

1. Раскрытие цикла:

(СН2)4—СО + н20 H2N(CH2)5COOH I I СНг NH

2. Поликонденсация:

H2N(CH2)5COOH + H2N(CH2)5COOH ч=£ H2N(CH2)5CONH(CH2)5COOH + H20

Димеры и олигомеры с концевыми аминными и карбоксильными группами также могут участвовать в этой реакции.

3. Полиприсоединение (ступенчатая полимериза­ция) :

NH2(CH2)5COOH + (СН2)4—СО =F=b NH2(CH2)5CO І І і CH2 NH HOOC(CH2)5NH

Циклические олигомеры также могут участвовать в этой реакции.

По изменению содержания концевых групп и сво­бодной аминокислоты была установлена кинетика протекающих реакций. Полученные зависимости кон­центрации основных продуктов реакций от продол­жительности полимеризации показали, что процесс катализируется концевыми группами и преобладаю­щей реакцией является реакция полиприсоединения.

Две другие реакции, происходящие при полимери­зации, были изучены позднее. Оказалось, что взаимо­действие лактама с аминокапроновой кислотой яв­ляется некаталитической реакцией, а взаимодействие лактама с амидными группами линейной цепи пред­ставляет собой реакцию переамидирования, катализи­руемую концевыми группами. Однако ни одна из этих реакций не оказывает существенного влияния на про­хождение преобладающей реакции полиприсоедине­ния.

Таким образом, при гидролитической полимериза­ции капролактама, по-видимому, происходит гидролиз лактама с раскрытием цикла, катализируемый карб­оксильными группами, с последующим присоедине­нием лактама к концевым аминогруппам линейной цепи, катализируемой подобным же образом.