рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Полимеризация и поликонденсация полимеров.

Полимеризация и поликонденсация полимеров. - раздел Машиностроение, Ознакомление со способами получения, составом и свойствами неметаллических конструкционных материалов, применяемых в машиностроении 1. Полимерами Называют Вещества, Молекулы Которых (Макро­Мол...

1. Полимерами называют вещества, молекулы которых (макро­молекулы) состоят из большого числа повторяющихся группиро­вок, или мономерных звеньев, соединенных между собою химичес­кими связями. По происхождению полимеры делят на синтетичес­кие и природные.

Синтетические полимеры.Примером синтезируемого низко­молекулярного вещества может служить этилен С2Н4 (СН2 = СН2). В результате полимеризации этилена получают синтетический про­дукт – полиэтилен (–СН2–СН2–)n. Приведенная формула яв­ляется формулой макромолекулы полиэтилена. Вещество поли­этилена складывается из множества таких макромолекул.

Мономерные звенья соединены химическими связями в цепи того или иного строения; эти цепи и составляют макромолекулы. Количество звеньев в каждой макромолекуле может изменяться в широких пределах, так же изменяется и молекулярная масса; эту особенность полимеров называют полидисперсностью. В за­висимости от величины молекулы изменяются и свойства веще­ства. Например, если молекула состоит из двух мономерных зве­ньев СН3=СН3, то вещество, представляет собой этилен, бесцвет­ный газ. Если в молекуле пять мономерных звеньев, то вещество представляет собой жидкость, если звеньев будет 1500…2000, полу­чается эластичный гибкий пластик, из которого делают пленки, мягкие трубы, если же число звеньев увеличивается до 5000…6000, то образуется жесткий, твердый полиэтилен.

Степень полимеризации (число мономерных звеньев в молеку­ле) составляет величину от нескольких тысяч до нескольких со­тен тысяч для различных полимеров.

2. Синтез полимеров протекает при полимеризации или поликон­денсации низкомолекулярного вещества (мономера).

Полимеризация представляет собой цепную реакцию, при которой синтез полимера осуществляется путем последова­тельного присоединения молекул мономера к подвижному актив­ному центру, движущемуся на острие растущей цепи. Активный центр – это свободный радикал (радикальная полимеризация) или ион, поляризованная молекула (анионная, катионная полимериза­ция). Превращение в реакторе небольшой доли молекул мономера в активные центры (инициирование) осуществляется в результате взаимодействия этих молекул с инициаторами, катализаторами или под действием ионизирующего излучения (электрического тока, света, ультразвука). Активный центр взаимодействует с молекулой мономера, активирует ее, разрывая двойные (или тройные) валент­ные связи углеродных соединений, а сам при этом превращается в нейтральное звено цепи; образовавшийся новый активный центр соединяется со смежной молекулой мономера и т. д. Обрыв цепи происходит в результате соударения активного центра с другим активным центром, примесями, стенками реактора.

Если в реакции участвуют мономеры одного вещества, то про­цесс называют гомополимеризацией, при двух и более веществах – сополимеризацией.

Способы полимеризации зависят от агрегатного состояния мо­номера. Наиболее распространены блочная полимеризация, при которой полимеризуются жидкие неразбавленные мономеры, по­лимеризация в истинных растворах, полимеризация в водных дисперсиях (эмульсиях или суспензиях), твердофазная и газофаз­ная полимеризация.

Процессы полимеризации протекают без выделения каких-либо веществ, состав мономерного звена макромолекулы соответствует составу мономерного звена исходного вещества. Методом поли­меризации получают около 3/4 общего мирового выпуска синте­тических полимеров.

При поликонденсации синтез полимера осуществля­ется пои реакции замещения взаимодействующих одинаковых или разнородных мономеров в присутствии катализатора; реакция сопровождается выделением побочного низкомолекулярного про­дукта (воды, аммиака, спирта, хлористого водорода и др.), поэтому состав мономерных звеньев полимера не соответствует составу звеньев исходного мономера.

Поликонденсация – ступенчатый процесс: пары молекул обра­зуют димеры, с присоединением третьей молекулы образуются тримеры и т. д. В результате образуется множество функциональ­ных групп, а мономеры исчерпываются в реакторе на сравнитель­но ранней стадии реакции; высокомолекулярный продукт обра­зуется при соединении функциональных групп.

По химическому составу различают гомополимеры, содержащие одинаковые мономерные звенья, и сополимеры, содержащие в макромолекулах чаще всего два типа мономер­ных звеньев (бинарные сополимеры), реже – три (терполимеры).

Макромолекула по своей структуре может представлять открытую цепь (линейные полимеры, рис. 27, а), цепь с разветвле­ниями (разветвленные полимеры, рис. 27, б) или трехмерную сет­ку (сетчатые, сшитые полимеры, рис. 27, в). (Кружками обозначе­ны мономерные звенья.)

Связь мономерных звеньев в цепях макромолекул обеспечивает­ся ковалентными связями, а взаимное расположение цепей – ди­поль-дипольными взаимодействиями, которые в несколько десятков раз слабее ковалентных. Поликонденсация бифункциональных мо­номеров называется линейной поликонденсацией, а поликонденсация, в которой, хотя бы один мономер имеет более двух функцио­нальных групп – трехмерной (образуются сетчатые полимеры).

Рис.27 Рис.28

Строение полимеров может быть кристаллическим или аморфным. Под кристаллическим строением понимают парал­лельное расположение цепей молекул в полимере (участок 1 на рис. 28); аморфное строение полимерам придает хаотическое рас­положение цепей (участок 2). Кристаллическое строение опреде­ляет анизотропность полимеров.

Для формования изделий полимеры нагреваются и находятся в вязкотекучем состоянии, а в отформованных изделиях – в стек­лообразном.

По характеру процессов, протекающих при стекловании и от­верждении, синтетические полимеры делят на реактопласты и тер­мопласты.

Реактопласты получают из олигомеров, которые представляют собой жидкие вязкотекучие смолы, образованные из мономеров в условиях ограниченного роста цепи. При формо­вании изделий под действием нагрева и (или) катализаторов про­исходит дальнейшая полимеризация олигомеров с образованием твердых сетчатых стеклообразных структур, которые необратимо теряют способность переходить в вязкотекучее состояние.

Формование изделий из реактопластов сопровождается продол­жением химической реакции образования полимера. Таким обра­зом, олигомеры по значению молекулярной массы занимают проме­жуточную область между мономерами и высокомолекулярными соединениями. При синтезе молекул происходит отверждение, образу­ется сетчатая структура высокополимера, при которой полимерам не свойственно при нагреве переходить в вязкотекучее состояние. Реактопласты в изделиях становятся деформационно устой­чивыми вплоть до предельного нагружения или достижения тем­пературы деструкции. Сетчатые полимеры нерастворимы и неплавки.

Полимеризация термопластов завершается до формова­ния с образованием структуры открытой цепи или цепи с разветвлениями, что определяет возможность многократного перехода термопластов в вязкотекучее состояние при нагреве, а при охлаждении – в стеклообразное. Такая структура определяет также меньшую в сравнении с реактопластами устойчи­вость против деформации при нагружении. Для линейных и раз­ветвленных полимеров характерна анизотропность свойств; развет­вленные полимеры имеют большее расстояние между макромоле­кулами, что объясняет в сравнении с линейными полимерами меньшую механическую прочность и лучшую растворимость.

Расплавы реактопластов отличаются от расплавов термоплас­тов значительно меньшей вязкостью, что облегчает заполнение форм и применение к реактопластам значительно большего разно­образия способов формования изделий; вместе с тем время формо­вания каждого изделия из реактопластов увеличивается в связи с необходимостью выдержки материала в форме до завершения реакции синтеза полимера (отверждения).

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Ознакомление со способами получения, составом и свойствами неметаллических конструкционных материалов, применяемых в машиностроении

Вопросы... Цели и задачи дисциплины Материаловедение и технология материалов... Связь дисциплины Материаловедение и технология материалов с другими дисциплинами...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Полимеризация и поликонденсация полимеров.

Что будем делать с полученным материалом:

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

Все темы данного раздела:

Продукты доменной плавки.
1. Исходные материалы для производства чугуна: 1.Железные руды: -красный железняк, или гематит Fе2О3; содержит в

Производство стали в электрических печах.
1.Шихтовыми материалами для выплавки стали являются жидкий или твердый чугун, стальной и чугунный лом, стружка, обрезки (скрап), железорудные окатыши, ферросплавы (перечисленные ма

Непрерывная разливка (в кристаллизатор).
  1. Выплавленная в печи сталь выпускается в ковш и разливает­ся в изложницы или кристаллизатор, либо разливке предшеству­ет рафинирование стали. Внепечное рафинирова

Производство магния. Магниевые руды. Понятие об электролитическом способе получения магния.
  1. Медь – металл красновато – розового цвета, плотностью 8940 кг/м3, с температурой плавления 1083°С. Она обладает высокой электропроводностью, теплопро­

Понятие о свойствах металлов.
1. Большое число различных металлов, кото­рые применяют в технике, можно разделить на черные и цветные. Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность, вы

Методы исследования микро- и макроструктуры металлов и сплавов, контроля качества изделий.
1.К механическим свойствам металлов относят: Прочность – это способность материала сопротивляться деформациям и раз­рушению под действием внеш­них сил.

Методы контроля качества изделий.
1.Макроанализ. Для макроанализа приготовляют образец – шлиф или излом, по которому выявляют макроструктуру – строение металла или сплава, видимое невооруженным глазом или в

Диаграммы состояния двойных сплавов. Критические точки и линии.
1.Металлическими сплавами называются соединения двух или нескольких металлов и неметаллов, у которых сохраняются металлические свойства. Сплавы можно получить сплавлением ко

Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны.
1. На диаграмме состояния (рис. 21) представлены две системы сплавов. Система Fе – Fе3С называется неустой­чивой (метастабильной) в связи с тем, что цементит представляе

Структуры, получаемые при различных скоростях охлаждения.
1.При нормальной температуре доэвтектоидные стали имеют структуру феррит плюс перлит, эвтектоидные – перлит, заэвтектоидные – перлит + це­ментит, то есть исходное состояние всех ст

Нормализация.
  1. Термической обработкой называют совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоя­нии, для изме

Отпуск. Виды отпуска.
1. Процесс закалки стали заключается в ее нагреве до определенной температуры (на 30...50° выше линии GSK по диаграмме Fe – Fe3C), выдержке и по­следующем быстром

Дефекты и брак при термической обработке.
  1. Низколегированные стали при закалке охлаждают в воде, так же как и углеродистые. Увели­чение содержания легирующих элементов в стали вызы­вает понижение теплопро

Азотирование.
1. Целью химико-термической обработки является получение по­верхностного слоя стальных изделий, обладающего повышенными твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью или корро

Газовое цианирование.
3. Диффузионная металлизация, её виды. 1. Цианирование.Цианирование – насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом; оно бывает жидкостным

Влияние примесей на свойства углеродистой стали.
Наличие небольшого количества обычных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точек и ха­рактер линий диаграммы железо – цементит, поэтому сталь можно рассматривать с извест

Углеродистые инструментальные стали.
1. По химическому составу стали подразделяют на малоуглеродистые (до 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3...0,65 % С) и высокоуглеродистые (свыше 0,65% С). По качеству ра

Легирование чугунов, их маркировка и область применения.
1.Сталь, содержащая, кроме постоянных при­месей (марганец, кремний), один или несколько спе­циальных элементов или повышенные концентрации марганца и кремния (>1 %), называется

Цементируемые стали.
1. Низколегированные стали.Согласно ГОСТ 19282–73, установ­лено 28 марок такой стали. Они содержат 1,5…2,5 % легирующих элементов, которые определяют измельчение перлитной составля

Быстрорежущие стали.
1.Условия работы от­дельных видов инструментов различны и для различных видов инструментов применяют материалы, наиболее подходящие по своим качествам к данным условиям работы.

Прочие стали и сплавы с особыми свойствами.
1. Шарикоподшипниковые стали.Хромовая сталь с массовым содержанием 0,95…1,15 % С и 0,4…1,65 Сr образует группу высо­кокачественных шарикоподшипниковых сталей (ГОСТ 801–78) ШХ6, ШХ9

Получение металлокерамических твердых сплавов.
1. Металлокерамические твердые сплавы.Эти сплавы применяют в виде пластинок к режущему инструменту и инструменту для буров при бурении горных пород, а также в виде фильер дл

Сверхтвердые инструментальные материалы.
1. Минералокерамика – синтетический материал, основой которого служит глинозем ( А12О3), подвергнутый спеканию при температуре 1720…1750 °С. Минералокерамика

Ковкие чугуны, их свойства, маркировка и область применения.
1. Белый чугун. В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида же­леза. Такой чугун в изломе имеет белый цвет и харак­терный металлический блеск.

Бронзы, их свойства, маркировка и область применения.
  1. Медь обладает высокой электропроводно­стью, пластичностью, коррозионной устойчивостью и спо­собна с другими металлами образовывать ряд сплавов. Для техн

Спеченные алюминиевые сплавы.
1. Алюминий и его сплавы. Характерные свой­ства алюминия – высокая пластичность, теплопровод­ность, электропроводность и малая прочность. Он слабо подвергается коррозии на воздухе,

Титан и его сплавы.
1. Механические свойства металлического магния очень невысоки, поэтому для изготов­ления деталей он не применяется. Магниевые сплавы об­ладают меньшими удельным весом, теплопроводн

Оловянные и свинцовые баббиты.
4. Металлокерамические пористые подшипниковые спла­вы, 1. Антифрикционные,илиподшипниковые сплавы применяют для изготовления подшипников.

Методы борьбы с коррозией металлов.
1.Разрушение металлов под воздействием ок­ружающей среды называют коррозией. Другими словами, коррозия – это процесс превращения металлов в окисленное состояние. Классифик

Способы получения изделий из пластмасс и их применение.
1.Пластическими массами (пластиками) на­зывают материалы, которые при определенной темпе­ратуре приобретают пластические свойства, то есть спо­собность принимать в результате пресс

Применение резиновых изделий.
1.Резинойназывают продукты химической переработки каучука и вулканизирующих веществ (сера, натрий), осуществляемой при помощи термической обработки (горячая вулканизация) ил

Применение древесины в сельхозпроизводстве.
1.Древесина используется в качестве конструкционного материала в различных отраслях промышленности как в натуральном, так и переработанном виде. Преимущества древесины:

Основные типы клеевых материалов и их применение.
1.Лакокрасочные материалы – это жидкие композиции, образующие после нанесения и высыхания пленку, соединяющуюся с окрашиваемой поверхностью. Эту пленку называют лакокрасочным покры

Фрикционные материалы.
1. Прокладочные материалы предназначены для создания герметичности сопрягаемых деталей с целью предохранения от попадания пыли, а также выте­кания смазки, газов и др. К прокладочны

Применение порошковых сплавов в ремонтном производстве
1. Сплавы, получаемые из металлических по­рошков прессованием и последующим спеканием без рас­плавления, называют порошковыми, а метод получения – порошковой металлургией.

Механическая обработка напыленных покрытий.
1.Плазменное напыление представляет собой дальнейшее развитие техники металлизации распылением. Физическое понятие «плазма» было введено в 1923 г. Лангмером для обозначения газообр

Дисперсно-упрочненные композитные материалы на алюминиевой основе.
1. Материалы сложного состава, образующиеся путем сочетания различных фаз с границей раздела между ними, называются композиционными. Композиционные материалы состоя

Органоволокниты.
  1. Карбоволокниты (углепласты) представляют собой ком­позиции, состоящие из полимерного связуюшего (матрицы) и уп­рочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон

Сплавы с эффектом памяти.
1. Металлические стекла, или аморфные сплавы, получают путем охлаждения расплава со скоростью, превышающей скорость кристаллизации (106…108 °С/с). В этом случ

Бескислородная керамика.
  1. Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемператур­ного обжига. В результате обжига (1200…2500 °С) форм

Основные сведения об изготовлении литейной формы.
1.Процесс получения заготовок деталей ма­шин и других изделий методом литья называют литей­ным производством. Отливают заготовки массой от нескольких граммов до сотен тонн практиче

Прокатка, ее виды. Понятие о прокатном производстве.
1. Обработка давлением основана на способности металлов необратимо изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Она обеспечивает получение заготовок для производст

Металлургические процессы при сварке, сварочные напряжения и деформации, причины их появления и методы предупреждения.
1. Сваркой называют процесс получения не­разъемных соединений посредством установления меж­атомных связей между свариваемыми частями при их местном (общем) нагреве или пласт

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
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги