Лекция 1 Характеристика наиболее широко применяемых эластомеров

Лекция 1

Характеристика наиболее широко применяемых эластомеров

Термином «каучук» обычно обозначают эластомер, состоящий из длинных гибких макромолекул, которые могут перемещаться друг относительно друга при… Соединенные в единую сетчатую структуру макромолекулы каучука не утрачивают… Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формоваться и сохранять…

Полиизопрен

Синтетический полиизопрен - аналог натурального каучука. Полимеризацию изопрена и его сополимеризацию с другими мономерами проводят главным образом… Повторение. Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной… или все они находятся по одну сторону от плоскости цепи (такие полимеры называют изотактическими)

Полихлоропрен

Содержит 0,5-0,7% звеньев 1,2., 0.5-1,2% звеньев 3,4; 5-13% цис 1,4; около90% транс 1,4. Т.к регулярно построен, то легко кристаллизуется при… Повторение .Полихлоропрен получают при полимеризации хлоропрена по схеме: nCH2=C-CH=CH2 →(-CH2-C=CH-CH2-)n

Бутадиен-стирольные каучуки

Получают эмульсионной полимеризацией, чаще всего при температуре ≈5⁰С в присутствии окислительно-восстановительной системы инициаторов: гидропероксид изопропилбензола плюс комплекс двух валентного железа с этилендиаминтетрауксусной кислотой.

Это статистический сополимер. Бутадиеновые звенья имеют 75-80% структуры 1,4 из них 65% в положении транс и 23% структуры 1,2. Низкая непредельность свидетельствует о большой разветвлённости макромолекул. Химическая активность определяется типом и содержанием двойных связей в бутадиеновых звеньях, поэтому она существенно ниже, чем у ПБ, и особенно, чем у ПИ.

Нерегулярно построены, поэтому не кристаллизуются при хранении ни при растяжении.

Бутадиен-нитрильные каучуки

Звенья расположены не статистически, а микроблоками. Бутадиеновые звенья соединены преимущественно в положении 1,4 -90% и 10% звеньев 1,2. М.М… Карбоксилатные каучуки – сополимеры бутадиен (или бутадиена и стирола) и… Аморфные каучуки, не кристаллизующиеся при растяжении; мол. м. (200-300).В зависимости от состава плотность. 0,93-0,99…

Повторение

Исходными веществами для получения кремнийорганических полимеров служат соединения общей формулы RnSiX4-n, где Х = Сl или OR.| Эти вещества подразделены на две группы:

Повторение

Схема, по которой получают полиуретаны путем полимеризации диизоцианатов… Для того чтобы получить технические полиуретаны, применяют гексаметилен диизоцианат и бутандиол, где OCN(CH2)6NCO…

Повторение

Природные полимеры

(C6H10O5)n,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ЭЛАСТОМЕРОВ

Как вам уже известно, химические реакции эластомеров не отличаются от химических реакций соответствующих низкомолекулярных органических соединений.… Вспомним кратко эти особенности из курса химии ВМС: 1) Кооперативный эффект (т.е. эффект соседа: реакционная способность соседних функциональных групп может понижаться…

РЕАКЦИИ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ЭЛАСТОМЕРОВ

А) цис-транс-изомеризация у двойных связей Изучалась на примере 3-метилпентена-2, моделирующего элементарное звено в…

Реакции присоединения и замещения.

  Галогенирование. Галогенирование насыщенных полимеров молекулярным хлором происходит при температуре 1500С – цепной радикальный…

Реакции присоединения по двойной связи у ненасыщенных полимеров

Водород кислоты Hhal присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода…

Реакции вулканизации

Агенты вулканизации: -сера с ускорителями вулканизации- основной вулканизующий агент для диеновых… -органические пероксиды (сами или в комбинации с непредельными соединениями);

Особенности реакций вулканизации

2. Реакция идет не в растворе, а в высоковязкой среде каучука, когда равномерное распределение агента вулканизации затруднено. При этом играет роль… Но проблема в том, что таких агентов вулканизации мало, а применяются… 3.Если агенты вулканизации растворяются в каучуке(пероксиды), то увеличивая продолжительность и температуру смешения…

Вулканизация галогенсодержащими соединениями

Практический интерес представляет совместная вулканизация: сера с органическим ускорителем + галогенсодержащие алифатические, ароматические и… В качестве активаторов применяют оксиды металлов: MgO, ZnO, PbO, MnO2 или… Наиболее широко применим гексол. Он вулканизует сам, даже без активирующих добавок каучуки, содержащие подвижный атом…

ВУЛКАНИЗАЦИЯ АЗО- И ДИАЗОСОЕДИНЕНЯМИ

R – арил; R’-арил, арилалкил, ариламин Х- водород, или металл. Действие этих соединений эффективно ( оптимум вулканизации НК при 1430С… С6Н5-N=N-NH-C6H5 → *C6H5 + *NHC6H5 +N2↑

ВУЛКАНИЗАЦИЯ ДИНИТРОЗОСОЕДИНЕНИЯМИ

2 СН2 СН3 С + O=N - - N=O → СН

РАДИАЦИОННАЯ ВУЛКАНИЗАЦИЯ

Радиационная вулканизация протекает без нагревания и вулканизующих агентов.

Механизм: рекомбинация макрорадикалов, полученных при облучении каучука (-С - С- поперечные связи). Параллельно идут реакции деструкции ( где третичный атом углерода –С-), циклизации, изомеризации, миграции двойной связи.

Можно облучать в присутствии серы, тогда образуются –С-С- и полисульфидные поперечные связи:

Ка*+ S₈→Ка S₈*

Ка S₈* + 3Ка* → Ка S_хКа + Ка S_8-хКа

 

ВУЛКАНИЗАЦИЯ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ГРУППАМ

Для сшивания полимеров с функциональными группами в принципе пригодны любые ди- и полифункциональные соединения, способные взаимодействовать с функциональной группой эластомера. Однако вследствие технологических требований (+дешевизна,+тосикология,+доступность) число пригодных для практического использования агентов вулканизации невелико.

Обычно эти вулканизующие агенты полярны и плохо или совсем не- растворимы в малополярных каучуках, поэтому вулканизация по функциональным группам протекает как гетерогенная реакция, в результате которой в большинстве случаев образуются полярные поперечные связи, которые ассоциированы в микрообластях, т.е. структура таких вулканизатов чаще всего микрогетерогенна.

 

Вулканизация по галогенсодержащим группам

  Как вулканизующие агенты пригодны оксиды металлов, диамины и их производные,… Чаще применяют оксиды металлов, но они малореакционноспособны и взаимодействуют только с активным атомом галогена:…

Вулканизация по аминогруппам

В частности вулканизация бутадиенвинилпиридиновых каучуков галогеналкилами ( сильными кислотами – соляной, серной, фосфорной, азотной, щавелевой,… Образовавшиеся ионизированные винилпиридиновые группы ассоциируются в ионные кластеры – образуется микрогетерогенная…

Вулканизация по карбоксильным группам

При вулканизации оксидами металлов образуются внутримолекулярные средние соли через стадию адсорбции карбоксильных групп на поверхности оксида… Эти микроагрегаты выполняют роль усиливающего наполнителя, поэтому прочность… МеО + серная