рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Реакции полимеризации

Реакции полимеризации - раздел Химия, Реакции Полимеризации Образование Высокомолекулярного Соединения Из Простых ...

Реакции полимеризации Образование высокомолекулярного соединения из простых молекул-мономеров происходит в ходе реакций полимеризации и поликонденсации. Мономерами в процессе полимеризации являются олефины, диены, алкены, альдегиды, циклические кислород- и азотсодержащие насыщенные гетероциклы, циклические карбонаты и лактамы.Двухосновные спирты, кислоты, диамины, ди¬изоцианаты, фосген и дифенолы, R2Si(OH)2 являются исходными реагентами в реакции поликонденсации (в различных сочетаниях). Процесс полимеризации является цепным процессом с растущим активным центром, участвующим в стадиях роста кинетической и молекулярной цепей.

Процесс поликонденсации – ступенчатый процесс (отсутствует кинетическая цепь), в котором образующиеся продукты взаимодействуют друг с другом или с исходными реагентами.Процессы полимеризации, в зависимости от природы активного центра растущей цепи, бывают радикальными, анионными, катионными и координационными (каталитическими). Радикальная полимеризация Процесс включает участие свободных радикалов в стадиях: а) инициирования; б) роста цепи; в) обрыва молекулярной цепи (передача кинетической цепи на мономер); г) обрыва кинетической цепи. Скорость роста цепи из молекул мономера М (1) где n – концентрация радикалов в системе, определяемая уравнением (2) (в квазистационарных условиях, длинных цепях, при квадратичном обрыве цепей) (2) (3) При наличии двух типов квадратичного обрыва – диспропорционированием (4) и рекомбинацией (сочетанием) радикалов (5) (4) (5) полимерный продукт реакции образуется только в реакциях обрыва молекулярной цепи и в реакции передачи цепи на мономер.

В случае реакции (4) из двух растущих радикалов образуется 2 молекулы продукта (Р1). Тогда (6) (7) В случае реакции (5) (8) (9) Отсюда (10) Скорость образования продукта равна половине скорости обрыва (из двух растущих цепей образуется одна молекула полимера). Обозначим величину степени полимеризации . Степень полимеризации – отношение числа молекул М, вошедших в полимерные молекулы, к числу полимерных молекул, т.е. скорости роста к скорости образования полимерных молекул , (11) где km – константа скорости передачи цепи на мономер (12) Из (11) с учетом (2) получим , (13) где  = kод/ko; ko = kод + kос. Различают среднемассовую и среднечисленную степень полимеризации. , (14) где Np – число полимерных молекул со степенью полимеризации p, т.е. числом мономерных звеньев p;  pNp = N0 – число молекул мономера во всех полимерных молекулах. (15) Тогда среднечисленная молекулярная масса и среднемассовая (средневзвешенная) молекулярная масса и (m1 – молекулярная масса мономера). В рамках другого подхода и , (16) где i – числовая доля макромолекул с массой Mi, wi – массовая доля макромолекул с массой Mi. В случае преимущественного обрыва сочетанием , при обрыве диспропорционированием или передачей цепи . В случае монодисперсного полимера . Рассмотрим особенности процесса радикальной сополимеризации.

В случае сополимеризации молекул А и В с образованием радикалов, центрированных на молекулах А или В растущей цепи, должны иметь место 4 стадии роста цепи: При равенстве kAB[A•][B] = kBA[B•][A] получим , (17) где и – относительные константы скорости сополимеризации.

Возможные варианты соотношений r1 и r2: 1) , т.е. . Такой полимер называется статистическим.

Количество звеньев А и В в макромолекуле пропорционально их исходным концентрациям 2) и . и . Каждый активный центр реагирует с “чужим” мономером.

Состав полимера АВАВАВ~. 3) и . Получаем смесь гомополимеров. 4) и . . An > Am, An >> Bn. 5) и . . An < Am. 6) Возможна и “азеотропная” точка, когда [An] = [A] при и и ( и не реализуется) Итак, в случае радикальной полимеризации мы имеем дело с распределением продуктов по молекулярным массам и многомаршрутный процесс с бесконечно большим числом маршрутов.

Продукты реакции Pi образуются в стадиях роста при передаче цепи на мономер.Второй путь образования продуктов (полимерных молекул) – стадии обрыва цепи на Xi и Xj. Катионная полимеризация В присутствии кислотных протонных центров при полимеризации олефинов образуются ионы карбения (сольватированные растворителем или анионами в контактных ионных парах), участвующие в стадиях роста цепи аналогично механизму димеризации пропилена, рассмотренному выше. Рассмотрим подробнее механизм полимеризации кислородных гетероциклов Активным центром растущей цепи в этих реакциях являются ионы алкоксония, т.е по существу, сольватированные кислородным центром ионы карбения, которые, вероятно, не существуют как кинетически независимые частицы.

Передача R+ на мономер происходит в результате атаки мономером фрагмента с разрывом связи С–О и образованием новой связи С–О. Активными инициаторами процесса являются соли триалкилоксония Et3O+BF4 В отсутствие примесей, например, воды, спиртов, процесс протекает без обрыва цепи и образуются “живущие” полимеры, сохраняющие активный центр.

Введение воды обрывает активный центр и получается необходимая макромолекула При исследовании полимеризации этого типа была обнаружена новая стадия передачи цепи – передача цепи на полимер с разрывом молекулярной цепи. При полимеризации кислородных гетероциклов получаются биодеградируемые полимеры, в том числе медицинского назначения.

Анионная полимеризация Основой анионной полимеризации полярных виниловых мономеров и диенов является образование карбанионных активных центров. В случае инициирования полимеризации литий натрий- или калийорганическими соединениями при отсутствии передачи цепи и протонсодержащих примесей образуются “живущие” полимеры (безобрывная полимеризация). Первый карбанионный центр появляется в результате различных реакций мономерной молекулы Последний механизм имеет место при полимеризации бутадиена-1,3 на металлическом натрии.

Образование “живущих” полимеров позволяет: а) регулировать молекулярную массу полимера в случае быстрого инициирования соотношением мономер/инициатор; б) получать монодисперсные полимеры; в) проводить блок-сополимеризацию, добавляя последовательно различные мономеры.

В полярных растворителях частицы MR частично диссоциируют и в реакции полимеризации участвуют свободные анионы R– или ионные пары R–M+. при этом активность свободных ионов заметно выше активности ионных пар. Так, Na-полистирол в ТГФ при 25оС ведет реакции полимеризации стирола с константами роста kp 65000 л•моль–1сек–1 для R– 130 л•моль–1сек–1 для Na+R– В этих условиях при полимеризации (или сополимеризации) бутадиена и изопрена получаются, в основном, 1,2-полибутадиен и 3,4-полиизопрен.

В неполярных растворителях LiR ведет образование 1,4-цис-полиизопрена (основного блока натурального каучука). В неполярных углеводородах (гептан, толуол) литийорганические соединения находятся в виде ассоциатов – димеров, тетрамеров и гексамеров.В случае активных мономерных частиц LiR скорость реакции описывается уравнением , (18) где С – суммарная концентрация всех соединений LiR. В случае литийполистирола n = 2, в случае литийполибутадиена n = 6. При равных концентрациях мономера и металлоорганического соединения скорость роста цепи увеличивается в ряду LiR < NaR < KR, т.е. с ростом полярности связи М–С. В реакциях анионной полимеризации лактамов предполагалось, что активным центром растущей цепи является N-центрированный анион , взаимодействующий с мономером с разрывом связи . Оказалось, что активный центр все время локализуется на мономере, а полимерный продукт реакции образуется в стадии передачи цепи на мономер.

Образующиеся молекулы полимера реагируют с мономером, как в ступенчатых процессах поликонденсации.

Таким образом, в каталитических циклах участвуют молекулы мономера и продукта Итак,.

– Конец работы –

Используемые теги: реакции, полимеризации0.051

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Реакции полимеризации

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Химические реакции. Реакции в растворах электролитов
Целочисленные параметры a, b, c и d в уравнении реакции называют стехиометрическими коэффициентами.Химические реакции классифицируются различными… Окисление это процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. Если атом отдат свои электроны, то он приобретает положительный заряд, например Zn0 2e Zn2. Если отрицательно…

Основные классы неорганических соединений. Определение молярной массы эквивалентов цинка. Определение теплоты реакции нейтрализации. Скорость химической реакции. Катализ
ВВЕДЕНИЕ... При изучении химии большое значение имеет лабораторный практикум Правильно поставленный эксперимент позволяет...

Цепные неразветвлённые реакции. Тройные соударения и тримолекулярные реакции
Рассмотрим тримолекулярное превращение вида: Из-за малой вероятности тримолекулярных соударений целесообразно ввести более реалистичную схему,… Её не следует переоценивать. Это лишь качественная теория. Она не в состоянии… Б) Тримолекулярными являются также очень важные реакции рекомбинации валентно-насыщенных частиц в превращениях типа: ,…

Фенолы. Реакции нуклеофильного замещения ароматических соединений. Получение фенолов
Тимол является антисептиком и используется в парфюмерии. Эвгенол содержится в различных эфирных маслах, в том числе в гвоздичном масле.… Приведенные реакции используются для разделения фенолов, спиртов и карбоновых… Фенолы, содержащие электроноакцепторные группы в ядре, имеют большую кислотность, чем сам фенол. Большая кислотность…

Титрование с применением окислительно-восстановительной реакции
В оксидиметрии в качестве вещества рабочего раствора используют окислители, а в редуциометрии - восстановители. В зависимости от решаемой… Редокси-метрически могут быть количественно определены как неорганические, так… В ходе ОВР вещество ОХ1 с большим сродством к электрону (окислитель) присоединяет электроны, понижает свою степень…

Сложные реакции
Математически это означает, что кинетическое уравнение сложной реакции является алгебраической суммой кинетических уравнений составляющих её… Во многих случаях принцип независимости подтверждается опытом и его применение…

Химическая реакция в смеси идеальных газов. Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
В любом естественно протекающем (самопроизвольном или свободном) процессе свободная энергия системы понижается. При достижении системой состояния… Термодинамическое равновесие в макросистеме совсем не означает, что и в её… Основной целью статистического метода является установление количественной связи между характеристиками механических…

Цепные разветвлённые реакции
Она является результирующей характеристикой совокупности нескольких стадий сложной реакции. В условиях проведения реального эксперимента наблюдаемые эмпирические… Выделим лишь некоторые наиболее характерные стадии, и введём очень упрощённую модельную схему, пригодную для…

РЕАКЦИИ АМИНОАНТРАХИНОНОВ И АНТРАХИНОНИЛ-ДИАЗОНИЕВЫХ СОЛЕЙ
Интерес к антрахинону и его производным обусловлен широкими возможностями получения на их основе веществ, необходимых современной технике. Производство синтетических красителей – это область, в которой производные … Задачи по максимальному удовлетворению потребности в ярких и прочных красителях определяют необходимость и…

Скорость образования, расходования компонента и скорость реакции
Если реакция гетерогенная и протекает на границе раздела фаз, то реакционным пространством является поверхность S (R = S) и изме¬нение количества… При этом скорость расходования исходных веществ будет от¬рицательной (со… Та¬кой системе в химической технологии соответствует прерывный про¬цесс, например, в закрытых чанах или автоклавах. В…

0.034
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Химические свойства альдегидов и кетонов. Реакции окисления и восстановления При этом &#61552;-связь поляризована сильнее, чем &#61555;-связь.Таким образом, атом углерода карбонильной группы является… Электрофильный центр &#61485; карбонильный атом углерода, возникновение… Важно отметить, что альдегиды и кетоны являются жесткими основаниями Льюиса и координируются с жесткими кислотами:…
  • Реакция катализа и промышленные катализаторы Потребности химической промышленности – около одной трети, экологии – десятая часть. Если средняя стоимость катализаторов – 4$ за килограмм, а… Термодинамика дает ответ на вопрос, как далеко может пройти конкретная… Катализаторы ускоряют один или несколько термодинамически возможных превращений участников реакции, создавая, как…
  • Реакции аминов Последние можно выделить, обрабатывая соль четвертичного аммониевого основания влажным оксидом серебра: Термическое разложение четвертиных… При нагревании N-оксиды расщепляются с образованием алкена и дизамещенного… Важнейшими из них являются хлорамин Б хлорамин Т дихлорамин Т При нагревании сульфонамидов в водных растворах кислот…
  • Реакции альдегидов и кетонов: присоединение углеродных нуклеофилов Таким образом, атом углерода карбонильной группы является электронодефицитным центром, а кислорода - электроноизбыточным. &#61540;&#61483;… Электрофильный центр &#61485; карбонильный атом углерода, возникновение… Важно отметить, что альдегиды и кетоны являются жесткими основаниями Льюиса и координируются с жесткими кислотами:…
  • Рассчет изменения скорости химической реакции Расчет теплового эффекта реакции. Изменение свободной энергии Гиббса , или изменение изобарно-изотермического потенциала - это та максимальная часть… В соответствии с законом действующих масс для произвольной реакции а A + b B… Константа равновесия является постоянной только для данной температуры, т.е. Кс = f (Т). Константу равновесия…