Лекция 1 Характеристика наиболее широко применяемых эластомеров
Лекция 1
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…
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)
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.
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…
Исходными веществами для получения кремнийорганических полимеров служат соединения общей формулы RnSiX4-n, где Х = Сl или OR.|
Эти вещества подразделены на две группы:
Схема, по которой получают полиуретаны путем полимеризации диизоцианатов… Для того чтобы получить технические полиуретаны, применяют гексаметилен диизоцианат и бутандиол, где OCN(CH2)6NCO…
Повторение
(C6H10O5)n,
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…
А) цис-транс-изомеризация у двойных связей
Изучалась на примере 3-метилпентена-2, моделирующего элементарное звено в…
Галогенирование.
Галогенирование насыщенных полимеров молекулярным хлором происходит при температуре 1500С – цепной радикальный…
Водород кислоты Hhal присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода…
Агенты вулканизации:
-сера с ускорителями вулканизации- основной вулканизующий агент для диеновых… -органические пероксиды (сами или в комбинации с непредельными соединениями);
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…
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…
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↑
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 SхКа + Ка S8-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.
Как вулканизующие агенты пригодны оксиды металлов, диамины и их производные,… Чаще применяют оксиды металлов, но они малореакционноспособны и взаимодействуют только с активным атомом галогена:…
В частности вулканизация бутадиенвинилпиридиновых каучуков галогеналкилами ( сильными кислотами – соляной, серной, фосфорной, азотной, щавелевой,…
Образовавшиеся ионизированные винилпиридиновые группы ассоциируются в ионные кластеры – образуется микрогетерогенная…
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