Поликонденсация

жүктеу/скачать 48.5 Kb.

Дата	02.07.2016
өлшемі	48.5 Kb.
	#172424
түрі	Лекция

Лекция 7. Поликонденсация
Поликонденсация – процесс образования полимеров из би- или полифункциональных мономеров, который чаще всего сопровождается выделением побочных низкомолекулярных соединений ( воды, спирта и т.д.).

Отличия от полимеризации:

Процесс обусловлен взаимодействием функциональных групп

n aAa + n bBb → a(-A-B-)_nb + (2n – 1)ab

где а и b – взаимодействующие функциональные группы

Элементный состав полимера отличается от суммарного состава реагирующих веществ. Иногда протекают реакции присоединения, и составы исходных веществ и полимера совпадают.
Поликонденсация протекает ступенчато ( для полимеризации характерен цепной механизм) с образованием на каждом этапе стабильных n-меров, имеющих такие же функциональные группы, как и в исходных веществах. В зависимости от характера функциональных групп могут быть осуществлены различные типы химических реакций: полиэтерификации, полисульфидирования, полиамидирования и др.

Примеры:

Полиэтерификация

Сложный полиэфир:

Простой полиэфир:

Полиалкилирование

Феноло-формальдегидный полимер:

Полиамидирование

Полиамид:

4. Полисульфидирование
Полисульфид::

Другие процессы

Полисилоксан:

Полиуретан:

Различают:

гомополиконденсацию, в которой участвуют однородные молекулы с различными функциональными группами:

nH₂N(CH₂)₆COOH ↔ [-NH(CH₂)₆C-]_n + (n-1)H₂O

или однородные молекулы с одинаковыми реакционноспособными функциональными группами:
nHO(CH₂)₂OH ↔ [-(CH₂)₂-O-]_n + (n-1)H₂O

гетерополиконденсацию, в которой участвуют разнородные реакционноспособные молекулы с функциональными группами:

nH₂N(CH₂)₆NH₂ + nHOOC(CH₂)₄COOH ↔ H[-HN(CH₂)₆NH CO(CH₂)₄CO-]OH + (2n-1)H₂O

cополиконденсацию, в которой участвуют два и большее число мономеров, каждый из кторых способен образовывать собственный полимер:

nH₂N(CH₂)₆NH₂ + nHOOC(CH₂)₄COOH + nHOOC(CH₂)₈COOH → [-HN(CH₂)₆NH-

CO(CH₂)₄CO HN(CH₂)₆NHСО(CH₂)₈CO-]_n + 4nH₂O
На свойства получаемых полимеров большое влияние оказывает функциональность исходных соединений. Если оба мономера бифункциональны, при поликонденсации образуются строго линейные высокомолекулярные соединения. При участии в реакции поликонденсации веществ, имеющих более двух функциональных групп, получают полимер сетчатой структуры:

n a-A-a + n b-B-b → -A-B-A-B-A + 2nab

| | |

B A

-A-B-A-B-

A

|

Трехмерная поликонденсация происходит в 2 стадии.

Первая стадия – образуется низкомолекулярный. Плавкий. Растворимый полимер линейного строения. Получают в мягких условиях.

Вторая стадия – образуется сильно структурированный. Не растворимый и неплавкий полимер в результате взаимодействия боковых функциональных групп. Получают в более жестких условиях.

Иногда одни и те же исходные вещества в зависимости от соотношения образуют полимеры различной структуры.

Пример: феноло-формальдегидные смолы.

Если мольное соотношение фенол:формальдегид = 1:1, то получают термопластичную смолу – новолак.

Если формальдегид взят в избытке, то получают на первой стадии линейный полимер, содержащий метилольные свободные группы – резол.

Метилольные группы способны участвовать в реакции трехмерной поликонденсации, поэтому вязкость увеличивается, полимер перестает растворяться в растворителях – образуется резит.

По характеру химических процессов, лежащих в основе реакции поликонденсации, различают равновесную и неравновесную поликонденсацию.

Если в результате поликонденсации. наряду с полимерами, получается низкомолекулярное вещество, способное реагировать в условиях реакции с образовавшимся полимером, то процесс является равновесным. Например:

Если образовавшееся при поликонденсации низкомолекулярное соединение не реагирует в условиях реакции с полимером, то поликонденсация является неравновесной. Пример:

Равновесная поликонденсация.
n aAa + n bBb → a(-A-B-)_nb + (2n – 1)ab
Вследствие обратимости этой реакции, наряду с образовавшимся димером в реакционной массе всегда присутствует значительное количество исходных веществ. В системе существуют молекулы с различной молекулярной массой. На молекулярную массу полимера оказывают влияние различные деструктивные реакции. Деструктивные реакции протекают не только в процессе поликонденсации, но и после ее окончания. Наиболее часто встречаются следующие деструктивные реакции:

гидролиз – разрушение макромолекул полимера под действием воды:

ацидолиз – разрушение под действием карбоновых кислот:

аминолиз – деструкция полиамидов под действием аминов (скорость реакции возрастает в присутствии кислот):

алкоголиз – деструкция полиэфиров под действием спиртов или гликолей (скорость реакции прямо пропорциональна количеству спирта):

По скорости деструктивные процессы можно расположить в ряд: ацидолиз > алкоголиз > эфиролиз.

жүктеу/скачать 48.5 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: