Білім және ғылым
жүктеу/скачать 2,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Суспензияда полимерлеу
- 3.2 Поликонденсациялау
- Поликонденсациялық синтездеуде қолданылатын мономерлер құрамына кіретін кейбір функционалдық топтар
| 3.10-сурет. Эмульсиялық полимерленуші жүйенің сызбанұсқасы
жеткенде активті мицеллалардың мөлшері бастапқы мицеллалардың мөлшерінен едәуір көп болады. Оларды мицелла деуге болмайды, дұрыс айтсақ, бұлар өз мономерінде ісінген полимер, яғни полимерлі- мономерлі бөлшектер (ПМБ). Инициатормен активтелмеген мицеллалар ыдырайды, ал эмульгаторды түгелімен полимер сіңіреді. Конверсия 50-80%-ға жеткенде мономер тамшылары түгелдей жойылады, полимер бөлшектерінде реакцияға түсіп үлгермеген мономер болады және реакция барысында барлық мономер полимерге айналады. Полимерлену үдерісі тек қана мономердің концентрациясы жоғарырақ мицелланың ішінде жүреді, радикалдар су фазасынан мицеллаларға өтеді де, мицеллалар және кейін түзілген полимер бөлшектері радикалдарды ұстайтын өте тиімді тор болып табылады. Макрорадикалдар бөлшектерден су фазасына өте алмайды, себебі, полимер суда ерімейді. Мұндай механизм өсіп келе жатқан ради- калдар концентрациясының көбеюіне себепші болады, сондықтан да реакция жылдамдығы басқа полимерлену тәсілдеріне қарағанда жо- ғары. Тәсілдің артықшылығы жүйеден жылуды бөліп алу оңай, үдеріс- ті төмен температурада жүргізуге болады, полимерлердің молекула- лық массасы үлкен, ал кемшілігі – түзілген өнімді эмульгатордан тазалау керек. Суспензияда полимерлеу мономердің судағы эмульсиясын алуға негізделген, бірақ мұнда түзілетін тамшылар ірірек (0,1 ден 0,5 мм дейін) болады. Бұл эмульсия тамшылары суда еритін полимерлермен тұрақтандырылады. Инициатор есебінде көбіне мономер тамшыларында еритін органикалық пероксидтер қолданылады. Тұрақтандырғыш ретінде поливинил спирті, желатин алынады. Сонда суда ірі полимер суспензиясы пайда болады. Әр тамшыдағы полимерленуді микроблоктағы полимерлену деп қарауға болады. Бұл тәсілмен алынған полимер түйіршік түрінде қалыптасады, түйіршіктердің мөлшерін реттеуге болады. Бұл тәсілмен ион алмастырғыш шайырларды алады. 3.2 Поликонденсациялау Поликонденсациялау деп көп функционалды қосылыстардың функционалды топтарының әрекеттесуінен жоғары молекула- лық қосылыстар түзілу реакцияларын айтады. Түзілген макро- молекулалардың соңында әрқашанда функционалдық топтар болады. Поликонденсациялау кезінде көп жағдайда төмен молекулалық қосалқы заттар бөлінеді. Сондықтан бұл реакция кезінде түзілетін полимерлік буындардың құрамы бастапқы мономерлердің құрамынан өзгеше болады. Іс жүзінде төмен молекулалық қосылыстар бөлінбей жүретін реакциялар да кездеседі, бірақ реакцияның барлық жүру заңдылықтары поликонденсациялауға тән. Поликонденсациялау мономерлері ретінде екі немесе одан да көп функционалды топтары (OH, OR, NH2, CI, COOH, COOR, COCI, SiOH, SiOR) бар қосылыстар қолданылады. Функционалдық топ деп мономердің реакциялық қабілеті бар бір бөлігін айтады және ол топ қосылыстардың қандай класына жататы- нын көрсетеді. Функцияналдық топ мономердің химиялық реакция- дағы бағытын көрсетеді және оның реакциялық орталығын анықтаған жөн. Реакциялық орталық деп химиялық әрекеттесуге тікелей қатысатын молекуланың активті бөлігі (көп жағдайда атомдардың біреуі). Реакциялық орталықтардың әрекеттесуінің нәтижесінде полимердің буындарының арасында байланыс түзіледі: − OH, − NH2, −N=C=O функционал топтарының реакциялық орталықтары − NH2 тобында сутегі атомы, −ОН тобында сутегі атомы, −N=C=O тобында азот атомы болады. Бірақ әр түрлі шарттарға және реакцияларға байланысты бір функционалды топтың реакциялық орталығы әр түрлі болуы мүмкін. − COOH функционал тобында нейтралдау реакциясында сутегі атомы, ал этерификациялау реакциясында оттегі мен сутегі реакциялық орталық болады. Өнеркәсіп пен зертханалық тәжірибеде поликонденсациялау синтезінде көп қолданылатын мономер құрамындағы функционалдық топтар және поликонденсациялану нәтижесінде түзілген полимерлер 3.11-кестеде келтірілген. Поликонденсациялау әдісі бойынша полимер синтездеу үшін әр түрлі химиялық реакциялар қолданылады. Оларға мыналар жатады: этерификациялау, амидтеу, уретандардың түзілуі, ароматтық орын басу және т.б. Поликонденсациялану екі түрлі функционалдық топтардың әрекеттесуінен жүреді. Жалпы түрде бифункционалды мономерлердің поликонден- сациялану реакциясы мына теңдеумен өрнектеледі: n a A a n b B b a AB n b (2n 1)ab , мұндағы a-A-a, b-B-b бастапқы мономерлер, a және b – функционалды топтар, ab – бөлінетін төмен молекулалық қосалқы зат. Мысал ретінде полиэтерификациялау реакциясын қарас- тырайық: nHO - R - COOH + nHO - R' - COOH H-[-O - R - COO - R'CO]nOH + (2n-1) H2O полиамидтеу реакциясы: nH2N - R - NH2 + nCIOC - R' - COCI H-[-HN - R - NH - CO - R' - CO-]nCI + (2n -1) HCI және т.б. Кейбір жағдайда төмен молекулалық қосалқы заттар бөлінбейді. Бұл жағдай, мысалы, гликольдер мен диизоцианаттардан полиуретандар синтездегенде байқалады: HO - R - OH + OCN - R' -NCO HO - R - O - OC - NH - R' - NCO Мұндай үдерістерді жоғарыда келтірілгендей сатылап полимерлеу немесе полиқосылу реакциялары деп те атайды. 3.11- кесте. Поликонденсациялық синтездеуде қолданылатын мономерлер құрамына кіретін кейбір функционалдық топтар
жүктеу/скачать 2,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||