ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры синтезов из "Практикум по органическому синтезу" Синтетические высокомолекулярные соединения получают в результате двух типов реакций полимеризации и поликонденсации. Эти реакции имеют большое техническое значение, с их помощью получают синтетические смолы, волокна, каучук, широко применяемые в народном хозяйстве. [c.296] Мд — макромолекула, состоящая из п-мономерных звеньев п — степень полимеризации. [c.296] Молекулы мономера, вошедшие в состав макромолекул, становятся ее мономерными звеньями. Элементарный состав макромолекул (без учета концевых групп) не отличается от состава мономера. [c.296] Механизм полимеризации определяется химической природой частиц типа АМп, являющихся промежуточными продуктами полимеризации. [c.297] Различают два основных вида полимеризации цепную и ступенчатую. [c.297] Ионная полимеризация происходит благодаря образованию из молекулы мономера реакционноспособных ионов в присутствии, катализаторов (кислоты, безводные хлориды алюминия, бора и т. п.). При ионной полимеризации катализатор регенерируется и не входит в состав полимера. [c.298] Существует несколько методов осуществления полимеризации в блоке в растворе в эмульсии. Разновидностью полимеризации в эмульсии является суспензионная полимеризация. [c.298] Полимеризация в блоке — это полимеризация мономера в от-сутствие растворителя. Если реакцию ведут до полного превращения мономера, то получают монолит (блок), имеющий форму сосуда, в который был залит исходный мономер. В данном случае можно использовать как инициаторы радикальной, так и катализаторы ионной полимеризации, растворимые в мономере. Трудность этого способа связана с обеспечением быстрого отвода тепла, выделяющегося при реакции. [c.298] Полимеризация в растворе происходит либо в жидкости, смешивающейся с мономером и с образующимся полимером (лаковый способ), либо в среде, растворяющей только мономер. В последнем случае образующийся полимер выпадает из раствора и может быть отделен фильтрованием. При этой полимеризации применяют радикальные инициаторы и катализаторы ионной полимеризации, растворимые в реакционной среде. Преимущество этого способа — легкость отвода тепла недостаток — трудность отделения от растворителя и необходимость грануляции полимеру. [c.298] Полимеризация в эмульсии — наиболее распространенный промышленный способ получения полимеров. Эту полимеризацию проводят в жидкой среде (чаще всего в воде), не растворяющей ни мономер, ни полимер. Для стабилизации эмульсии используют мыла (олеаты, пальмиаты, натриевые соли ароматических и высокомолекулярных жирных сульфокислот и других), а также поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу и некоторые дру-г 1е вещества. Этот тип полимеризации обычно инициируют водорастворимыми низкотемпературными инициаторами. Наряду с инициаторами, в систему вводят регуляторы — буферные вещества (бикарбонаты, фосфаты, ацетаты щелочных металлов) для поддержания постоянного pH среды. При эмульсионной полимеризации полимер образуется в виде латекса с размером частиц 10 см. Преимущество этого способа — легкость отвода тепла и получение продукта высокого молекулярного веса недостаток — необходимость отмывания полимера от эмульгатора. [c.298] Очень часто при нагревании происходит процесс, обратный полимеризации, который называется деполимеризацией. Некоторые циклические димеры, кольца которых образованы лишь углеродными атомами, деполимернзуются очень легко. Однако подавляющее большинство других димеров и полимеров деполимернзуются лишь при очень жестких условиях. [c.299] В отличие от продуктов полимеризации состав элементарного звена полимера, полученного в результате реакции поликонденсации, не соответствует элементарному составу исходного мономера. [c.299] Проведение реакции поликонденсации зависит от химического строения исходных веществ и получаемых продуктов, от их физических свойств, природы побочных продуктов и константы скорости реакции. Процесс поликонденсации возможен лишь в том случае, когда исходные вещества имеют не менее двух функциональных групп, способных участвовать в реакции. [c.299] Если в исходном мономере содержатся две функциональные группы, то в результате реакции получается термопластичный и плавкий линейный полимер, растворимый в органических растворителях. Если хотя бы в одном из исходных реагентов имеются три или более функциональных групп, то образуется неплавкий полимер пространственного строения, нерастворимый в органических растворителях. Поэтому поликонденсацию, при которой могут образоваться пространственные полимеры, следует вести таким образом, чтобы не допускать затвердевание продукта в самом реакционном сосуде. Для получения твердой смолы нужно перелить жидкую смолу в формы, из которых легко извлечь затвердевший полимер. [c.299] При поликонденсации одновременно с ростом цепи полимера протекает обратный процесс — деструкция, которую можно ослабить, тщательно удаляя низкомолекулярные соединения из сферы реакции в соответствии с законом действующих масс. [c.299] Скорость реакции поликонденсации можно регулировать, изменяя температуру реакционной среды. Так, для замедления реакции нужно охладить реакционный сосуд, в котором происходит процесс. [c.299] Ниже приведены несколько типов реакции поликонденсации. [c.299] При дальнейшем нагревании эти промежуточные продукты реакции превращаются в смолы. [c.301] Вернуться к основной статье