КЛАССИФИКАЦИЯ РЕАКЦИЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ
Реакции поликонденсации классифицируют по следующим признакам:
1. По типу (и числу) участвующих в реакции мономеров различают:
- гомополиконденсацию, в которойучаствуют один или два мономера (например, получение аминокапроновой кислоты, фенолформальдегидной смолы и др.)
- сополиконденсацию (участвует более двух типов мономеров)
2. По количеству функциональных групп в мономерах, участвующих в реакции.
Определение
Поликонденсация бифункциональных мономеров, то есть мономеров, имеющих две функциональные группы, называется линейной;
поликонденсация, в которой участвует хотя бы один мономер, имеющий более двух функциональных групп - трехмерной (образуются соответственно линейные и сетчатые полимеры.
Примером линейной бифункциональной поликонденсации является реакция
2NH2−(CH2)5–COOH⟶NH2–(CH2)5–C(O)–NH−(CH2)5–COOH+H2O
Конечный продукт синтеза - аминокапроновая кислота.
Примером трехмерной полифункциональной поликонденсации, то есть поликонденсации соединений с тремя и более функциональными группами, является реакция между двумя мономерами - мочевиной и формальдегидом:
NH2–C(O)–NH2+CH2O⟶NH2–C(O)–NH–CH2OH
NH2–C(O)–NH–CH2OH+CH2O⟶HO–CH2–NH–C(O)–NH–CH2OH
2HO–CH2–NH–C(O)–NH–CH2OH⟶H2O+HOCH2–NH–C(O)–NH–CH2OCH2−NH–C(O)–NH–CH2OH
На втором этапе при нагревании в кислой среде происходит дальнейшая конденсация олигомера с выделением формальдегида и образуется сетчатая структура:
|
|
Этот продукт называется мочевиноформальдегидной смолой. Эта реакция является необратимой, поэтому образующийся полимер невозможно вернуть в исходное состояние. Такие полимеры являются термореактивными.
3. Важная разновидность поликонденсации - полициклоконденсация, при которой продукт линейной поликонденсация подвергается внутримолекулярной циклизации.
Как и в случае полимеризации, процессы поликонденсации разделяют на:
- реакции гомополиконденсации, если полимер образуется из молекул одного мономера. Например, из молекул моносахаридов (глюкозы) в клетках растений образуются полисахариды, а в промышленности получают синтетическое волокно — энант
- реакция сополиконденсации — если полимер образуется из молекул двух и более исходных веществ. Например, к ним относятся синтезы белковых молекул из разных аминокислот или реакция получения фенолформальдегидных смол:
Поликонденсация - цепной (ступенчатый) процесс, при котором мономеры, взаимодействуя друг с другом, исчерпываются на сравнительно ранней стадии реакции, а высокомолекулярный полимер образуется обычно в результате реакций ранее образовавшихся олигомеров и полимерных цепей при глубине превращения функциональных групп, близкой к 100%. При поликонденсация часто возможны обратная и различные обменные реакции.
|
|
Реакции поликонденсации лежат в основе промышленного получения полиамидов, синтетических смол, кремнийорганических полимеров, биосинтеза белков, нуклеиновых кислот и целлюлозы.
ПО отношению к нагреванию
По отношению к нагреванию все полимеры делятся на термопластичные и термореактивные:
термопластичные | термоактивные |
полиэтилен | фенолформальдегидные смолы |
полипропилен | полиэфирные смолы |
поливинилхлорид | карбамидные смолы |
капрон |
- термопластичные полимеры при нагреве размягчаются, а при охлаждении - затвердевают. При повторном нагревании и охлаждении вновь происходит размягчение и затвердевание. Поэтому термопластичные полимеры можно перерабатывать в изделия неоднократно. Термопластичные полимеры имеют макромолекулы линейной или разветвленной структуры.
- термореактивные полимеры первоначально имеют линейную структуру и при нагревании размягчаются. При высокой температуре происходит соединение макромолекул со специальными отвердителями (сшивающими агентами) в сетчатую пространственную структуру. За счет этого полимер затвердевает и при повторном нагревании остается твердым. Поэтому термореактивные полимеры не могут быть подвергнуты повторной переработке.
ПО Стереорегулярности
|
|
На свойства полимеров большое влияние оказывает регулярность, которая проявляется в строгой последовательности соединения исходных молекул мономеров в макромолекуле полимера.
Определение
Стереорегулярные полимеры - полимеры, макромолекулы которых построены из звеньев одинаковой пространственной конфигурации или же из звеньев различной конфигурации, но обязательно чередующихся в цепи в определенном порядке.
Нестереорегулярные полимеры - полимеры с произвольным чередованием звеньев различной пространственной конфигурации.
Стереорегулярность особенно важна при использовании полимерных материалов в условиях многократных деформаций, так как обеспечивает эластичность, которая играет основную роль в обеспечении прочности и износоустойчивости изделий. Таким требованиям, например, должны отвечать искусственные каучуки, из которых изготавливают автомобильные шины. Как известно, натуральный каучук имеет стереорегулярное строение. В условиях химического синтеза добиться стереорегулярного строения долгое время не удавалось, и это отражалось на свойствах полимера. Но проблему удалось решить, когда были найдены катализаторы, обеспечивающие регулярную укладку мономерных звеньев в растущую полимерную цепь.
|
|
Группы —CH2— в макромолекулах дивинилового каучука должны быть расположены не беспорядочно, а по одну и ту же сторону двойной связи в каждом звене, то есть находиться в цис-положении:
Такое расположение групп —CH2— в макромолекуле способствует естественному скручиванию ее в спираль, что и обусловливает высокую эластичность. По стойкости к истиранию дивиниловый каучук даже превосходит натуральный.
По свойствам и применению
По свойствам и применению полимеры можно разделить на три типа:
а) Пластмассы
б) Эластомеры
в) Волокна
Дата добавления: 2021-04-05; просмотров: 136; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!