Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Общие закономерности реакции цепной полимеризации.



Содержание.

Введение. 2

I.Технология полимеров, получаемой цепной полимеризацией. 2

Общие закономерности реакции цепной полимеризации. 2

Радикальная полимеризация. 4

Кинетика радикальной полимеризации. 6

Влияние технологических факторов на процесс радикальной полимеризации. 7

Ионная полимеризация. 9

Катионная полимеризация. 9

Анионная полимеризация. 11

Строение полимеризационных полимеров. 11

Способы осуществления реакции полимеризации. 13

II. Технология полимеров, получаемых поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией. 15

Поликонденсация. 15

Степень поликонденсации. 18

Влияние температуры на скорость поликонденсации и молекулярный вес полимера. 21

Влияние катализаторов на скорость поликонденсации и молекулярный вес полимера. 22

Влияние примеси монофункциональных соединений (стабилизаторов) на молекулярный вес полимера. 22

Строение поликонденсационных полимеров и их свойства. 23

Ступенчатая полимеризация. 24

Заключение. 26

Литература. 27

Введение.

Полимерами называют вещества, молекулы которых состоят из многих элементарных звеньев одинаковой структуры. Эти элемен­тарные звенья соединены между собой ковалентными связями в длин­ные цепи различного строения (линейное, разветвленное) или же образуют жесткие и пластичные пространственные решетки. Молекулы полимерных соединений, состоящие из очень боль­шого числа элементарных звеньев, называют макромолекулами.

Полимеры весьма разнообразны по своему составу, методам получения и свойствам. Это обстоятельство и предопределило быстрое внедрение их в различные области техники, в том числе в энергетическую, где в последние годы они находят все большее использование.

I.Технология полимеров, получаемой цепной полимеризацией.

 

Общие закономерности реакции цепной полимеризации.

Полимеризацией называется реакция соединения молекул моно­мера, протекающая за счет раскрытия кратных связей и не сопро­вождающаяся выделением побочных продуктов. Схему реакции полимеризации в общем виде можно представить уравнением

где — молекула мономера;

— макромолекула, состоящая из n мономерных звеньев;

— степень полимеризации.

Молекулы мономера, включенные в состав макромолекул, ста­новятся ее мономерными звеньями. Элементарный состав макромоле­кул (без учета концевых групп) не отличается от состава мономера.

Полимеризация характерна для соединений с кратными связями, число и характер которых в молекуле мономера могут быть различ­ными. Полимеризация всегда сопровождается понижением степени насыщенности реагирующих веществ, уменьшением общего числа молекул и увеличением их среднего молекулярного веса. Возможна также полимеризация насыщенных соединений циклического строе­ния, содержащих в цикле гетероатом. В этих случаях при полиме­ризации происходит размыкание цикла и образование гетероцепного линейного полимера.

Процесс полимеризации состоит из трех элементарных реакций: образования активного центра, роста цепи и обрыва цепи. Эти реакции могут осуществляться разными способами, но во всех случаях наблюдается следующая принципиальная схема процесса:

1) образование активного центра

2) рост цепи

3) обрыв цепи

(где — молекула мономера; — активный центр; — растущий радикал; — молекула полимера).

Механизм полимеризации определяется химической природой растущих радикалов, являющихся промежуточными продуктами полимеризации. Если эти частицы достаточно стабильны и харак­теризуются значительной продолжительностью жизни, полимери­зация называется ступенчатой. Если же промежуточ­ные продукты нестабильные — коротко живущие частицы, то поли­меризация называется цепной.

Молекулярный вес или конечная степень полимеризации мак­ромолекулы, образующейся в результате цепной полимеризации, нарастает почти мгновенно.

Термодинамическая возможность полимеризации определяется изменением изобарно-изотермического потенциала системы (AZ)

(1)

где — изменение теплосодержания системы (тепловой эффект с обратным знаком);

— изменение энтропии;

— абсолютная температура;

— газовая постоянная;

— константа равновесия мономер полимер;

— стандартное изменение изобарно-изотермического потен­циала при полимеризации, отнесенное к чистому жид­кому мономеру и к полимерным цепям в разбавленном растворе мономера.

Полимеризация осуществляется при В равновесии поэтому откуда следует, что при достаточно большом молекулярном весе образующегося полимера равновесие в системе определяется константой равновесия К элементарной реакции роста цепи

где — равновесная концентрация мономера в системе с допущением, что К не зависит от n. Отсюда следует, что

(2)

Полученное уравнение показывает, что заметные выходы полимера могут быть получены при где

— стандартное изменение этальпии при полимеризации (стандартный тепловой эффект с обратным знаком); — стандартное изменение энтропии.

При полимеризации по кратным связям энтропия всегда умень­шается. Расчеты и измерения для ряда мономеров показывают, что в этом случае составляет от—25 до —30 кал/град-моль.

Из вышесказанного следует, что равновесие при полимеризации и, следовательно, термодинамическая возможность ее осуществле­ния не связаны со способами инициирования и конкретным меха­низмом процесса.

В полимеризации могут одновременно участвовать два или несколько различных мономеров. Такую полимеризацию называют совместной, или сополимеризацией.

В зависимости от химической природы активных центров, участвующих в полимеризации, различают радикальную и ионную полимеризацию. Методы возбуждения и механизм этих видов цепной полимеризации различны. При радикальной полимеризации актив­ными центрами реакции являются свободные радикалы—элек­тронейтральные частицы, имеющие один или два поперечных элек­трона и образующиеся при распаде перекисей, азо- и диазосоединений, при передаче мономеру дополнительной энергии нагрева­нием, световым или радиационным облучением и т. д. При ионной полимеризации активными центрами являются ионы— положи­тельно или отрицательно заряженные частицы, образующиеся при распаде катализаторов щелочные и щелочноземельные металлы, кислоты и металлоорганические соединения. Поэтому ионная полимеризация называется также каталитической полимеризацией.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.