Сабақтың тақырыбы: Поликонденсация реакциялары. Полиамидтер және полиэфирлер.
Сабақтың мақсаты: Полимерлерді алудың негізгі әдістерінің бірі – поликонденсациялану үрдісі, механизмі, полимерлену ерекшеліктері, полимерленуді жүргізу әдістері, полимерленуге әсер ететін факторлар туралы түсінік беру.
Поликонденсацияланудеп көп функционалды қосылыстардың функционалды топтарының әрекеттесуінен жоғары молекулалық қосылыстар түзілу реакцияларын айтады. Түзілген макромолекулалардың соңында әрқашанда функционалдық топтар болады. Поликонденсациялану кезінде көп жағдайда төмен молекулалық қосалқы заттар бөлінеді. Сондықтан бұл реакция кезінде түзілетін полимерлік буындардың құрамы бастапқы мономерлердің құрамынан өзгеше болады. Іс жүзінде төмен молекулалық қосылыстар бөлінбей жүретін реакциялар да кездеседі, бірақ реакцияның барлық жүру заңдылықтары поликонденсациялауға тән.
Поликонденсациялану процесінің мономерлері ретінде екі немесе одан да көп функционалды топтары (OH, OR, NH2, Cl, COOH, COOR, COCl, SiOH, SiOR) бар қосылыстар қолданады.
Поликонденсациялану әдісі бойынша полимер синтездеу үшін әр түрлі химиялық реакциялар қолданылады. Оларға мыналар жатады: этерификациялау, амидтеу, уретандардың түзілуі, ароматикалық орын басу және т.б. Поликонденсациялану екі түрлі функционалдық топтардың әрекеттесуінен жүреді.Поликонденсациялану процесі – сатылы реакция.Осылардың яғни осы реакциялардың қалдықтарының әсер ету молекуласы байланысады. Амин қышқылының поликонденсациясы мысал бола алады, нәтижесінде полиамид түзіледі:
H2N – R – COOH + H2N – R – COOHH2N – R – COOH + H2O
H2N – R – CONH – R – COOH + H2N – R – COOH
H2N – R – CONH – R – CONH – R – COOH + H2O
Жоғарыдағы схема сатылы болып табылады.
Бір мономердің поликонденсациясы гомополиконденсациядеп аталады. Егер реакцияда әр түрлі заттар қатысса, онда ондай поликонденсация гетерополиконденсациядеп аталады. Амин қышқылының поликонденсациясы осы гомополиконденсация мысалы болады.Қазіргі кезде 4 негізгі поликонденсацияны жүргізу әдісі бар: балқымадағы поликонденсация, ерітіндідегі поликонденсация, аралық және қатты фазадағы поликонденсация.Балқымадағы поликонденсацияқазірде өте кең тараған түрі. Өндірісте полимерлер реттерін (полиэфирлер, полиамидтер) алуға кең қолданылады. Бастапқы мономерді араластырып және реакциялық аппаратта бірнеше сағат бойына синтезделінетін полимердің балқу температурасына қарағанда жоғары температурада қыздырады. Реакцияны төменгі молекулалы өнімді толығымен айдап алу үшін вакуумде аяқтайды.Қатты фазада өтетін поликонденсация процесін өндірісте қолданбайды. Алайда, мұндай процестер, балқыма мен ерітіндінің бірінші кезеңінде кеңнен қолданылады. Түзілген полимер және олигомер термиялық зерттеуде қозғалады, соның нәтижесінде соңғы өнімге айналады да қатты фазаның ақырғы кезеңінде өтеді. Осы поликонденсация түріне қатты фазада үш өлшемді поликонденсация кіреді, өндірісте кең қолданылатын поимерлер тізбегінің түрлерін (фенолформальдегидті, глифталды және т.б.)түзеді.