Некотрые важнейшие примеры ПК

I Синтез гетероцепных полимеров:

1. Полиамидирование (получение полиамидов)

а) гомоПК аминокислот:

б) гетероПК диаминов и дикарбоновых кислот и их производных:

Обозначение химического состава алифатического полиамида осуществляется с помощью числовой системы. Например:

2. Полиэтерификация (получение сложных эфиров)

Осуществляется гетероПК гликолей с дикарбоновыми кислотами и их производными:

3. Синтез простых полиэфиров. Осуществляется при взаимодействии гликолей между собой либо с гликолятами, или дихлоралканами.

4. Синтез полиангидридов. Происходит при взаимодействии дикарбоновых кислот (X = OH, Y = H) или смешанных ангидридов дикарбоновых кислот и уксусной кислоты (X = CH₃COO, Y = CH₃CO).

5. Синтез полиимидов. Взаимодействие диаминов с диангидридами тетракарбоновых кислот. Полученные полиимиды отличаются повышенной термостойксотью.

6. Синтез карбамидоформальдегидных смол.

II Синтез карбоцепных полимеров

1. Синтез полиалкилфениленов (фенолоформальдегидных смол)

а) гетероПК фенолов и альдегидов:

б) гомоПК хлорбензила или бензилового спирта

2. Синтез полифениленов (гомоПК)

III Синтез элементоорганических полимеров:

Например:

Кинетические и термодинамические предпосылки ПК см. в курсе «реакционная способность мономеров» лекция №5.

Влияние строения мономеров на способность к ПК см. в курсе «СиРСМ»

Различают два типа ПК: равновесная (обратимая) и неравновесная (необратимая).

Равновесная ПК

Если вероятность образования цикла равна нулю, то протекает только процесс ПК. Рост полимерной цепи обеспечивается как присоединением молекулы мономера к растущей цепи, так и взаимодействием макромолекул между собой. Т.о. может возникнуть представление, что молекулярная масса полимера должна расти бесконечно и в пределе весь мономер превратится в одну большую макромолекулу. В действительности же получаются полимеры с ограниченной молекулярной массой. Это объясняется протеканием побочных процессов и тем, что ПК является обратимой реакцией. Кроме того, по мере увеличения молекулярной массы возрастают пространственные затруднения столкновения функциональных групп.

Строение и степень полимеризация получаемого полимера зависит от числа и природы функциональных групп. В Карозерсом в 1936 г. Была установлена зависимость между степенью полимеризации ( ), глубиной превращения (р) и функциональностью мономера ( ):

; где - средняя степень полимеризации;

р – глубина превращения, изменяется от 0 до 1 или от до 100 %;

- функциональность мономера.

Рассмотрим уравнение Карозерса на ряде примеров.

1. Исходные мономеры содержат по одной функционльной группе:

реакция прошла на 100 %, т.е. =1, р = 1, тогда: .

Т.о. при наличии в мономере только одной группы, ВМС не образуется, даже если реакция прошла полностью.

2. Реагируют в эквимолярном соотношении бифункциональные соединения (линейная поликонденсация) =2 на каждую молекулу мономера приходится 2 функциональные группы.

Рассчитаем глубину превращения для различных значений :

;

=10

=500

Это означает, что образование полимера возможно только тогда, когда обратимая реакция доведена до конца. При полимеризации полимер образуется практически на ранних стадиях реакции.

3. ПК ди- и трифункциональных соединений. Исходя из необходимости равного соотношения взаимодействующих функциональных групп в ПК участвую 3 моля дифункционального и 2 моля трифункционального мономеров.

;

при ,

Т.е. даже теоретически невозможно реагирование всех функциональных групп. Физический смысл этого вывода заключается в том, что при наличии более двух функциональных групп возникает трехмерная «бесконечно большая» молекула. С этой молекулой прочно связаны свободные функциональные группы, которые в силу пространственной изолированности не могут взаимодействовать друг с другом. Например:

Аналогично для любого значения >2 модно вычислить степень завершенности процесса, когда начинается образование трехмерной структуры при стехиометрическом соотношении мономеров.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: