Полимери, получени чрез реакция на поликондензация - поликондензация реакция характеристика
Фенол-формалдехидна смола. Феноли. Формалдехидна смола беше първият полимер, развитието на промишленото производство още 1909 патент за неговото производство е издаден Bakelandu, позволявайки на първия синтетичен полимер е дълго време, наречено бакелит. Терминът "смола", в този случай, фенол формалдехид, означава преполимер с ниско молекулно тегло, т.е. разтворим продукт (олигомер), която е омрежен да образуват триизмерна неразтворим полимер в производството на готови изделия.
Реакцията между фенол и формалдехид се катализира от бази, така и киселини. Предполимери, получени с някои излишък на формалдехид в реакцията, катализирана от силни бази, наречени резоли. Реакцията започва с образуването на фенол:
които след това се кондензира:
Това води преполимери, олигомери с молекулно тегло над 103 и разпределение широк молекулно тегло. Омрежване неутрализира резолова смола извършва чрез нагряване при 150- 170 ° С При образуването на омрежен полимер поток същите две кондензационни реакции както в образуването на резоли. Така фенол хидроксилната група на практика не е засегната в реакцията на поликондензация.
В киселината катализирана реакция между фенол и формалдехид олигомери са оформени, наречен novolacs или новолачни смоли, които са същите, както в предишния случай, включват фенол и dioksifenilmetany различни структура и молекулно тегло. Въпреки това, при получаването на новолаци, за разлика резоли, фенол се разтваря в излишък, обаче ароматно ядро за предпочитане се свързват метилен мостова в орто-орто, орто-пара-пара и пара позиции. Продуктът Крайната реакционна е линейна олигомер с обща формула:
поликондензация реакция молекулно тегло
Аминопласти. Този клас включва омрежени полимери, получени от фенол и амини - урея и меламин. Аминопластични преполимери са аминофенол смоли (олигомери), получени чрез кондензация на горните реагенти катализирани от киселини или основи. Процесът прилича обсъдено по-горе за преполимери на фенол и алдехид. метило- различна структура могат да бъдат образувани от карбамид и формалдехид:
от които са относително стабилни само monomethylol и в по-малка степен dimetilolmochevina защото само те могат да бъдат изолирани от реакционната смес.
Предполага се, че олигомери са оформени главно поради реакции, включващи monometilolmocheviny. В silyyukislyh среди в процес на бързо обезводняване метилолурея. Затова в производствения процес метилолови карбамидни производни, получени в неутрална или слабо алкална среда (рН 7-8) и след това в слабо кисела среда на се извършва на тяхната кондензация при 70-120 ° С Monometilolmocheviny кондензация води до образуването на линейни и разклонени олигомери. Основните реакции са:
2. дехидратиране, последвано от циклизация:
3. Кондензация метилол карбамид:
Втвърдяване на олигомери се извършва в присъствието на органични и неорганични киселини като катализатор при температура 120-140 ° С Реакциите, включващи олигомери, подобни реакции 1 -3 може да доведе до образуване на метилен, диметилов етер и tsiklosoderzhaschih омрежвания:
В горните структури амино фрагмент съдържа диметилов етер група, същата група представлява един от възможните омрежването. Наличието на диметил етерни групи в аминопластна води до освобождаването на формалдехид при нагряване. Този факт има отрицателна стойност от гледна точка на екологията и медицината на.
Меламин-формалдехидни смоли. Основна реакция образуване на меламин-формалдехидни смоли и тяхното последващо омрежване са подобни на тези, обсъдени по-горе за карбамид-формалдехид. В първия етап при 60-80 ° С е бърза екзотермична реакция образуване триметилоломеламин чиято скорост е почти независим от рН:
С значително, приблизително десетократно излишък формалдехид, пента- и geksaproizvodnye оформен.
метилол кондензиране се провежда при меки киселинни условия. продукт на поликондензация и се открива метиловата група на диметил етер, което подчертава гореспоменатите сходства в механизмите на образуване на урея-формалдехид и меламин-формалдехидни смоли. последно втвърдяване се извършва при ниски температури - до 100 ° С
Полиамиди, полиестери, поликарбонати
Вторият основен ПРОИЗВОДСТВО полимери чрез полимеризация етап е производството на полиамиди. Някои от тези полимери, например поли-е-капроамид, получено също чрез полимеризация на веригата - йонен или хидролиза, както по-рано докладвани. Въпреки това, общия метод за получаване на гъвкав алифатна верига полиамид е поликондензацията на дикарбоксилни киселини и диамини или амино киселина:
Индустриалното производство на полиамиди е усвоил преди Втората световна война, благодарение на работата на Кародърс.
Почти веднага след войната, английски химик производство на полиестери на е усвоили, най-известната от които е полиестер - полимер на етилен гликол и терефталова киселина:
Поликарбонат могат също да бъдат отнесени към класа на полиестери. Общият метод за тяхното получаване се състои във взаимодействие на хлориди на карбоксилни киселини с фосген. Най-ценни от тези полимери е поликарбонат, получен от "Бисфенол А":
Въз основа на това, прозрачен полимер листов материал с уникални свойства: от една страна, може да се чук ноктите, и някои от неговите състави са бронирани; От друга страна, той е лесен за обработка, например, се нарязва нормален ръчен трион.
Neylomn - синтетичен полиамид благоприятно използван в производството на влакна.
Найлон-6,6 се синтезира чрез поликондензация на адипинова киселина и хексаметилендиамин. За да се осигури на стехиометричните съотношения на реагентите на 1: 1, е необходимо да се получи полимер с максимално молекулно тегло се използва сол на адипинова киселина и хексаметилендиамин (АН-сол):
R = (CH2) 4, R '= (СН2) 6
Полиуретани. Полиуретани са образувани от кондензацията на изо-цианат -N = C = 0 и хидроксилните групи. Линейни полиуретани са образувани чрез кондензация на диизоцианати и гликоли:
Uretanobrazovaniya важна характеристика е липсата на продукти ниско молекулно тегло реакцията. В някои случаи това позволява да се получат изделия от полиуретан чрез химичен формоване.
Разклонен и омрежени полиуретани могат да бъдат получени чрез поликондензация на изоцианати и алкохоли с функционалност на един от компонентите F> 3. Реакциите считат горе, омрежен полимер ще се образува при въвеждане в реакционната смес или глицерол triizotsianatfenilmetana. При втория метод омрежени полиуретани получава в два етапа. В първия етап, линеен полимер, притежаващ в краищата две изоцианатни групи, които се постигат с лек излишък на съответния компонент в началната реакционна смес. Освен това makrodiizotsianat излекувани, т.е. омрежен с ниско молекулно тегло на протонни-отдаваща съединения, такива като вода, диоли, първични и вторични амини. Две последователни реакции могат да бъдат изолирани чрез взаимодействие с вода makroizotsianatov:
В първия от тях, по-горе, карбамид се произвежда и освобождава въглероден диоксид. Карбамид групи реагират с makroizotsianatami не реагират с вода за образуване на биурет структури (маркирани пунктирана линия на фигурата), в резултат на омрежващ полимер:
Улавянето пени на СО през реакционната смес, преминаващ паралелно омрежени макромолекули образуват полимерни втвърдява пяна. Горната реакция в основата на производствения процес за получаване на полиуретанови пени. Ако е необходимо, броят на карбамидни групи във веригата може да бъде увеличена чрез използване при синтеза на полиуретанови диоли като смес с диамини:
Наличието на допълнителни карбамидни групи води до образуването на по-твърд продукт в резултат на омрежване преполимер makroizotsianatami.
Makroizotsianaty може да влезе в реакция омрежване и да уретанови групи, въпреки че последният е в този случай по-малко реактивен сравнение с уреа; белязан структура се нарича allophonate:
Третият начин на възникване на разклоняване и омрежване сайтове по време на синтеза на полиуретани се свързва с тримеризация на изоцианатни групи за образуване изоциануратни цикъла:
Реакционната uretanobrazovaniya се провежда обикновено в насипно състояние, в стопилката на реагентите при температури, които не надвишават 100 ° С, а често и при температури, съответстващи на околната среда. Последното е особено вярно за уплътнители се използват широко в бита и промишлеността.
Свойства на полиуретани варират широко - от еластомери на твърди материали в зависимост от изходните реагенти, честотата и вида на омрежване. Най-често се използва диизоцианат, 1,6-хексаметилен диизоцианат (за еластомери), глицерол, гликоли - като ниско молекулно тегло или олигомерна, т- и р-фенилендиамини. Poliuretanobrazovaniya реакция катализатори са органични основи (амини), метални хидроксиди, ацетила на желязо, мед, ванадий и други метали, органокалаени съединения, такива като дибутил калаен дилаурат.
Полисилоксани. Макромолекулни полисилоксани се получават чрез йонен отваряне на пръстена полимеризация. Долна продукти молекулно тегло могат да бъдат получени чрез хидролитично поликондензация на alkylchlorosilanes. Така дихлорсиланът хидролизира с вода, за да образуват моно- и digidroksisilanov което допълнително реагира поликондензация придружено от освобождаване на HCI. Катализаторът за реакцията са киселина и база:
В този процес на достатъчно голям брой цикли, което не изисква специална операция, за да ги премахнете. Обикновено това се осъществява чрез загряване на сместа достатъчно дълго във вакуум. При получаването на омрежени еластомери, използвайки реакцията на кондензация на силанолни групи или gidrsililirovaniya. В първия случай преполимери с ниско молекулно тегло, съдържащи хидроксилни групи при краищата и омрежващи агенти се хидролизира лесно под действието на следи от вода или влага във въздуха да RSi (ОН) 3:
Във втория случай, използвайте sopolisiloksany съдържащ винилови групи; многофункционални омрежващи агенти са силиконови хидриди, катализаторът - хлороплатинова киселина.