ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы» 5В072100 – «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдар
Дәріс 23 - Макромолекулалардың полимерлену дәрежесін жоғарлататын химиялық реакциялар
жүктеу/скачать 2,77 Mb.
|
Дәріс 23 - Макромолекулалардың полимерлену дәрежесін жоғарлататын химиялық реакциялар Дәріс жоспары: Молекулааралық реакциялар Блоксополимерлену 1. Молекулааралық реакциялар деп бірнеше макромолекулалардың бір-бірімен әрекеттесу реакцияларын айтады. Бұл реакцияларды тігілу деп те атайды, ол тігуші агенттердің немесе жылудың, жарықтың, радиация сәулелерінің әсерінен жүреді. Түзілген торлы полимерлер ерігіштігін және қайтымсыз пластикалық деформациясын жояды. Олардың физика-химиялық сипаттамалары өзгереді. Тордың жиілігі артқан сайын, әсіресе, полимердің қаттылығы, жұмсау температурасы және жоғары температураға шыдамдылығы артады. Торлы полимерлер макромолекулалар арасында жүретін ретпен орналасқан коваленттік байланыс немесе екінші валенттік байланыстар арқылы түзіледі. Бірінші жағдай химиялық, немесе қайтымсыз тігілу, ал екіншісі — физикалық немесе қайтымды тігілу деп аталады. Физикалық тігілу кезінде пайда болатын байланыстар коваленттік байланысқа қарағанда әлсіз, сондықтан полимер ерігенде немесе жоғары температурада қыздырғанда жойылады. Молекулааралық реакцияларға вулкандау және қатайту реакциялары жатады. Күкіртті вулкандауды қос байланысы бар каучук қоспасын күкіртпен 130-160°С қыздыру арқылы жүргізеді. Реакция жалпы түрде мына сызбанұсқамен жүреді: 
Мұндағы n=1-8. Сонымен қатар, күкірт қос байланысқа α-қалыпта түрған сутегі атомымен де әрекеттесуі мүмкін: 
Күкіртсіз вулкандау макромолекуласында кос байланыс жоқ каучуктер үшін қолданылады. 
Қатаю деп реакцияға қабілетті сүйық олигомердің қатты, ерімейтін, балқымайтын үш өлшемді қайтымсыз полимерге айналуын айтады. Қатаю әр түрлі пластмассалар, герметиктер, желімдер, лактар және бояулар өндірісінің негізгі технологиялық процестерінің бірі. Қатаю олигомердің функционал топтарының бір-бірімен химиялық әрекеттесуінен немесе арнайы қосылған реагенттер қатайтқыштардың әсерінен жүреді. Олигомердің және қатайтқыштың құрылымына, процестің жағдайына байланысты қатаю механизмі полимерлену, поликонденсациялану және аралас болып келеді. Мысалы, алифаттық диаминдер қалыпты жағдайда мына сызбанүсқамен катаяды: 
2. Мүндағы ең жиі қолданылатын әдіс аниондық полимерлену. Анионды полимерленуде тізбек үзілмейді, мономер біткенде жүйеде «жанды» полимерлер қалады. Егер осы жүйеге жаңа мономер қосса полимерлену процесі әрі карай жалғасып кете алады. Мономерлерді алма-кезек ауыстыра отырып, блоксополимер алуға болады. Блоктың ұзындығын, санын және ретін оңай өзгертуге болады. Мысалы, стирол мен изопреннің блок сополимерін алу сызбанұсқасы: 
Блоксополимерлерді полимерлі және олигомерлі блоктардың бір бірімен поликонденсациялану механизмі бойынша әрекеттесуі арқылы да алуға болады: 
Гомополимерлерді механикалық әдіспен өндегенде, оларға жарык сәулесімен немесе ультрадыбыспен әсер еткенде де блоксополимер түзіледі. Осындай физикалық әсерлердің салдарынан полимерлер бүзылып, макрорадикалдар түзеді де, олар рекомбинацияланып, блоксополимер пайда болады. Жалғанған сополимерлерді де жоғарыда қаралған әдістермен алуға болады. Мұнда тек активті топ немесе жалқы электрон тізбектің шетінде емес, оның ортасында орналасуы керек. Өнеркәсіпте ең көп тараған әдіс тізбек берілу реакциясы. Мысалы, стиролдың полибутадиенге жалғану реакциясы: 
Жалғанған сополимер алу үшін полимерден қозғалғыш сутегі атомын үзіп алу керек. Сонда макромолекулада активті орта пайда болып, осы жүйеге қосылған мономер полимерленеді. Әдістің тиімділігі тізбек берілу реакциясының жылдамдығымен, үзіліп алынатын атомның қозғалғыштығымен және макрорадикалдың реакциялық қабілеттігімен анықталады. Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: макромолекулалардің тігілуі – каучуктерді вулкандау, қатаю, блок-сополимерлену және жалғанған сополимерлерді алу Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар: Молекулалық массаны жоғарлататын реакциялар? Полимердің құрылысы ААААББББАААА. Полимер қалай аталады? Қандай әдіспен алынады? Олигомердің қатаюы қандай механизммен жүреді? Вулкандау процесі дегеніміз не? Вулкандау процесіне қандай полимерлер түседі? Ұсынылған әдебиеттер: 1. Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010. С. 340-346 2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 83-89 б 3. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений: Уч. пособие. М.: Химия, 1976. С.200-209, 219-224 4. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.399-408 5. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: Уч. Пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1981. С.612-621 6. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: М.: Химия, 1978. С. 69-76 жүктеу/скачать 2,77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|