ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные типы и закономерности процессов полимеризации из "Полимерные метериалы" Больщая часть процессов полимеризации принадлежит к цепным реакциям. Отличительная особенность цепных реакций заключается в том, что энергия, выделяющаяся на отдельных стадиях, не рассеивается в реакционной среде, а расходуется на осуществление следующих стадий. [c.19] Обозначим мономер— М, активированный мономер — М, квант энергии —/IV. Тогда цепную полимеризацию можно представить следующей схемой. [c.19] В промышленности для активации мономеров используют обычно инициаторы или катализаторы. Полимеризацию с применением инициаторов называют инициированной или радикальной, полимеризацию в присутствии катализаторов — каталитической или ионной. [c.20] Скорость образования активных центров пропорциональна корню квадратному из концентрации инициатора. По мере увеличения скорости образования активных центров возрастает скорость превращения мономера. [c.20] Процесс роста цепи протекает с очень большой скоростью и сопровождается, в отличие от процесса образования активных центров, выделением энергии. [c.20] Обрыв полимерных цепей происходит в результате насыщения свободных валентностей макрорадикалов. К прекращению существования свободных радикалов могут приводить столкновения двух растущих цепей, столкновения растущих цепей с активными молекулами мономера или молекулами растворителя, в среде которого происходит полимеризация, и другие причины. Прекращение существования свободных макрорадикалов приводит к обрыву роста полимерных цепей. [c.20] Молекулярный вес полимера, полученного в результате цепной полимеризации, определяется соотношением скоростей отдельных этапов реакции. При этом молекулярный вес полимера прямо пропорционален скорости роста цепей и обратно пропорционален скорости их обрыва. [c.20] Молекулярный вес полимера и скорость его образова-ния зависят от температуры процесса полимеризации, количества и природы используемого инициатора. Молекулярный вес тем выше, чем ниже температура при полимеризации и меньше концентрация инициатора. Скорость превращения мономера находится в обратной зависимости от этих факторов. [c.21] Большая скорость стадии роста цепи при радикальной полимеризации ограничивает возможность регулирования процесса образования макроцепей. Такую возможность в большй мере предоставляет ионная полимеризация. [c.21] Ионная полимеризация протекает через те же стадии, что и радикальная полимеризация активация молекул, рост и обрыв цепи. [c.21] Активация молекул мономера осуществляется под влиянием катализаторов (сильных кислот, сильных оснований, металлов, галогенидов металлов, алкилов металлов). Активация часто проходит при низких температурах, иногда отрицательных, и требует значительно меньшего энергетического воздействия, чем активация мономеров при радикальной полимеризации. [c.21] Образующиеся из молекул мономера и катализатора промежуточные комплексы представляют собой ионы с положительным или отрицательными зарядами. Эти ионы в процессе роста цепи находятся в поле ионов с противоположным знаком, образуемых катализатором. [c.21] Зависимость молекулярного веса полимера от температуры та же, что и при радикальной полимеризации с возрастанием температуры молекулярный вес снижается. [c.21] Скорость ионной полимеризации линейно возрастает по мере увеличения концентрации катализатора. [c.21] От радикальной и ионной полимеризации, относящихся к цепным процессам, otличaют ступенчатую полимеризацию. Последняя принципиально не отличается от обычных реакций, протекающих в результате последовательных актов присоединения одних молекул к другим. Такие реакции можно прервать на любой стадии с выделением промежуточных продуктов. [c.22] Молекулярный вес полимеров увеличивается с повышением температуры и продолжительностью процесса. [c.22] Методом ступенчатой полимеризации получают сравнительно ограниченное число высокомолекулярных соединений, однако среди них имеются такие важные полимеры, как поликапролактам, полиформальдегид, полиуретаны и др. [c.22] Полимеризации в блоке подвергаются жидкие моно меры в присутствии растворенных в них инициаторов. Такую полимеризацию можно осуществлять по периодическому или непрерывному способу. В первом случае полимер образуется в формах, помещаемых в обогреваемые камеры. В зависимости от используемой формы готовое изделие может иметь вид пластины, трубы, стержня и т. п. Непрерывная полимеризация по. блочному методу проводится в полимеризационных башнях. Мономер, проходя через башню, попадает в зоны с различной температурой, повышающейся в направлении прохождения мономера. В последнюю зону поступает готовый полимер, там он расплавляется и выдавливается в виде жгутов, которые затем нарезаются на гранулы. [c.23] Полимеризация в растворителях осуществляется в среде, растворяющей либо мономер и полимер, либо только мономер. В первом случае продукт реакции является раствором полимера в растворителе. Этот продукт используют в виде лака или отделяют полимер от растворителя. Отделяют полимер отгонкой растворителя либо высаждением полимера, добавляя высадитель, например воду. [c.23] Вернуться к основной статье