Білім және ғылым
жүктеу/скачать 2,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жаңа химиялық қасиеттері бар полимерлер алу.
- Молекулаішілік реакциялар
- Полимерлену дәрежесі өсетін реакциялар
| Полимер алу. Мұндай реакция мономерлері белгісіз немесе полимерлену реакциясына түспейтін мономерлердің полимерлерін алу үшін қолданылады. Мысалы, поливинил спиртін тек поливинилацетатты гидролиздеу арқылы ғана алады:
Полигидроксиметилен поливинилкарбонатты гидролиздеу нәтижесінде алынады: ~ CH - CH - CH - CH ~ H2O ~ CH - CH - CH - CH ~ O O O O OH OH OH OH C C C O O O Бұл екі полимердің де мономерлері белгісіз, себебі қос байланыс- тың жанында ОН тобы болғандықтан мұндай органикалық қосылыс- тар тұрақсыз болады да, қалыпты жағдайдың өзінде изомерленіп кетеді. Жаңа химиялық қасиеттері бар полимерлер алу. Бұл реакцияларды басқаша полимерлерді химиялық түрлендіру деп те атайды. Химиялық түрлендірудің нәтижесінде алуан түрлі қасиеттері бар жаңа полимерлер алуға болады. Бірнеше мысалдар келтірейік. Полиэтиленге хлор қатысында әрекет ету: Полиэтилен макромолекуласына хлор енгізу оның кристалдану дәрежесін төмендетеді, тығыздығын арттырады және т.б. қасиеттерін өзгертеді. 25-40% хлоры бар полиэтиленде каучукке сай қасиеттер пайда болады. Полиэтиленге хлор мен күкіртті ангидрид қатар әсер еткенде, макромолекулаға хлор және хлорсульфон топтары енеді. Сульфо- хлорланған полиэтилен отқа төзімді және вулкандануға бейім: Практикалық маңызы зор поливинил спирті мен целлюлозаның реакцияларын қарастырайық. Поливинил спиртінің түрлену өнімдері мына сызбанұсқадан көрінеді: Поливинил спиртін сірке альдегидімен және кетондармен өңдегенде, полиацетальдар және поликетондар түзіледі. Олар қабықша түзгіш материалдар. Поливинилбутираль алу реакциясы былай жүреді: Реакция қышқыл катализатор қатысында жедел жүреді және иондық механизммен өтеді. Реакция жүру механизмі туралы әртүрлі көзқарастар бар. Мүмкін болар реакция механизмінің бірі мына сызбанұсқа түрінде поливинилформальдің түзілуі көрсетіледі: CH2O + H+ +CH2OH ~ CH2 CH CH2 OH CH ~ OH + баяу + CH2OH ~ CH2 CH + OCH2 CH2 CH ~ OH + H2O ~ CH2 CH + OCH2 CH2 CH ~ OH тез ~ CH2 CH CH2 O CH2 CH ~ O + H+ Бұл өнім көп қабатты шыны «триплекс» алуда кеңінен қолданы- лады. Поливинил спиртін полиэтерификациялау барысында жалпы формуласы күрделі эфирлі полимерлер алынады. Олар лактар алуға жұмсалады. Поливинил спиртінен алынған жіптерді жоғары температурада өңдегенде, «винол» деген атпен өндірілетін талшықтар алынады. Мұнда жүретін химиялық түрлену реакциялары өте күрделі, негізгісі сусыздану және молекулаішілік циклдену реакциялары: ~ CH2 CH ~ | OH n >2000C - CH2 - CH - | OH x - CH=CH - y CH2 - CH - CH2 - CH | O z Целлюлоза табиғи полимерлер қатарына жатады. Негізгі өндірістік шикізаты – мақта және ағаш. Целлюлоаның брутто-([C6H7O2(OH)3]n), формуласы, ал буынның құрылымы: Целлюлозаны түрлендіру арқылы өте қажетті полимерлік материалдар алады: Целлюлозаны алкилгалогендермен, алкилсульфаттармен және басқа алкилдеуші агенттермен өндегенде оның жай эфирлері алына- ды. Мысалы, целлюлоза мен метилхлоридтен метилцеллюлоза түзіледі: [C6H7O2(OH)3]n + 3nCH3Cl [C6H7O2(OCH3)3]n + 3HCl Целлюлозаны минерал және карбон қышқылдарымен немесе олардың ангидридтері және хлорангидридтерімен өндегенде күрделі эфирлер алынады. Мысалы, целлюлоза мен сірке ангидридінен ацетилцеллюлоза алуға болады: O CH3 - C [C6H7O2(OH)3]n + 3n O CH3 - C O O
OH Гидратцеллюлоза құрамы жағынан бастапқы целлюлозаға ұқсас, өзгешелігі буындардың орналасуында және полюсты топтарының жоғары дәрежеде гидратталуында. Гидратцеллюлозаны химиялық және физикалық жолмен алады. Бұдан вискоза талшықтарын өндіреді. Сілтіленген целлюлозаға монохлор сірке қышқылымен немесе оның натрий тұзымен әрекет еткенде, карбоксиметилцеллюлоза түзіледі: [C6H7O2(OH)3 xNaOH]n + nxClCH2COONa [C6H7O2(OCH2COONa)x(OH)3-x]n + nx H2O+ nx NaCl Экзотермиялық реакция 1,5-2 сағатта температура өздігінен кө- терілу арқылы 20-дан 40 0С-қа дейін жүреді. Карбоксиметилцеллюлоза текстиль, косметика, кондитер өндірісінде қоюландырғыш ретінде қолданылады. Егер сілтіленген целлюлозаны этилен оксидімен 30-40 0С-та өңдесе оксиэтилцеллюлоза түзіледі. Көптеген полимерлердің құрамында ароматты сақиналар бар және оларға ароматты қосылыстарға тән реакциялардың барлығын жүргізуге болады. Мысалы, полистиролды гидрогендеу, сульфохлорлау, нитрлеу, хлорлау, фторлау, хлорметилдеу және т.б. реакцияларды қолданады: Жоғарыда келтірілген мысалдардан полимерге ұқсас түрлендіру реакциясының мүмкіндігінің үлкен екенін көреміз. Реакция нәтижесінде сан алуан қасиеттері бар полимерлерді алуға болады. Молекулаішілік реакциялар Бір макромолекулаға тән функционал топтарының немесе негізгі тізбек атомдарының химиялық реакцияларын молекулаішілік реакциялар деп атайды. Реакция нәтижесінде макромолекуланың құрамы өзгереді. Бұл реакцияларды екі түрге бөлуге болады: макромолекулада қанықпаған байланыстар туғызатын реакциялар және молекулаішілік циклдену. Мысал ретінде поливинил спиртінен және поливинилхлоридтен поливиниленді алу реакцияларын келтіру- ге болады: Циклдеу реакциялары арқылы аса маңызды полимерлер алу- ға болады. Поливинил спирті формальдегидпен әрекеттесіп, поливинилформаль түзеді: CH2O ~ CH2 - CH- CH2 - CH~ ~ CH2 - CH- CH2 - CH~ | | -H2O | | OH OH O - CH2 - O Полиакрилонитрилді қыздырған кезде «қара арлон» деп аталатын отқа төзімді полимер түзеді: H2C CH2 CH CH C C N N 470-540 K H2C CH2 CH CH C C N N 670-770 K HC CH C C C C N N Түзілген полимер жартылай өткізгіштік қасиет көрсетеді. Полимерлену дәрежесі өсетін реакциялар Полимерлену дәрежесі өсетін реакцияларға молекулааралық реакциялар, блок және жалғанған сополимерлер алу жатады. жүктеу/скачать 2,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|