Зміст
1.Классіфікація ВМС за походженням
2.Кінетіка процесу поліконденсації
.Концепція аморфно-кристалічної структури полімерів
.Полімерние кислоти, їх одержання, властивості і застосування
Література
1. Класифікація ВМС за походженням
За походженням полімери діляться на синтетичні і природні, останні, в свою чергу, діляться на неорганічні і органічні, звані також биополимерами. Існують ще штучні.
Органічні полімери містять атоми вуглецю, водню, азоту, кисню, галогенів. Прикладом карбоцепні органічних полімерів є полиолефини і полімери вінілових мономерів загальної формули [СН 2 -СНХ (Н) -] n, де X - арил, галоген, ефірна, нітрильнаПідкладка або інша функціональна група.
Неорганічні полімери не містять зв'язків С-Н. До гомоцепні неорганічним полімерам відносяться лінійні модифікації сірки і селену, до гетероцепні - полифосфонитрилхлорид [-PCl 2=N-] n.
елементорганічних полімери містять як органічні, так і неорганічні групи. Прикладом гетероцепні елементорганічних полімеру є полідиметилсилоксан [-Si (CH 3) 2 О-] n. До елементорганічних полімерам можна також віднести поліорганофосфазени [-PR 2=N-]" , які виходять при заміні атомів хлору в поліфосфонітрилхлорид на органічні групи [4, c. 20].
Природні, або натуральні, являють собою велику групу полімерів: білки та їх різновиди, целюлоза, крохмаль, натуральний каучук та ін.
Синтетичні виходять синтезом з низькомолекулярних речовин - мономерів, наприклад:
Штучні виходять з природних полімерів шляхом їх хімічної модифікації. Наприклад, азотно-кислий ефір целюлози
азотнокислі ефіри целюлози (нітроцелюлоза)
2. Кінетика процесу поліконденсації
Якщо припустити, що реакційна здатність функціональних груп не залежить від молекулярної маси, то кінетика поліконденсації стає досить простий. В якості прикладу розглянемо процес утворення поліаміду з амінокислоти в присутності каталізатора. Швидкість реакції визначають швидкістю зникнення функціональних груп, наприклад, карбоксильних, а не молекул як це робиться зазвичай. Так як в даному випадку концентрації карбоксильних і аміногруп рівні між собою (позначимо їх С), то швидкість прямої реакції будь-якого елементарного акту
H- (HN-R-СО) n -ОН + H- (HN-R- CO) m -OH H- (HN-R-CO) n + m -ОН
можна записати так:
=k 1 [K] C 2 (2.1)
де [К] - концентрація каталізатора в системі;- Час.
У це рівняння зручно ввести параметр Р, званий ступенем завершеності процесу, що є часткою прореагировавших функціональних груп, т. е.:
Р=(2.2)
де С 0 -початкова концентрація функціональних груп. Формула (2.1) в цьому випадку приймає вигляд:
=k 1 [K] (1 - P) 2 C 0 (2.3)
а після інтегрування:
=k 1 [К] З 0 + const (2.4)
Якщо ступінь полімеризації дорівнює n, то кількість ланок в ній і кількість карбоксильних груп у вихідному мономере також одно n. Отже, ступінь завершеності дорівнює:
=1 -=P,
ткуда:
n=(2.5)
У реакціях поліконденсації середній ступінь полімеризації визначається відношенням вихідного числа молекул мономера до повного числа різних молекул на відповідній стадії реакції [1, c. 190].
Таким чином, ступінь полімеризації в цьому випадку повинна бути лінійною функцією часу. При дуже великих значеннях Р необхідно враховувати також і швидкість зворотної реакції. Очевидно, швидкість зворотної реакції пропорційна концентрації низькомолекулярного речовини, що виділяється в процесі конденсації і концентрації ланок у системі.
Якщо реакція протікає у відсутності каталізатора або каталізується молекулою мономера, то формули (2.3) і (2.4) набувають вигляду:
високомолекулярний полімер синтетичний кислота
=k 1 C 0 2 (1 - P) 3 (2.6)
=2k 1 C 0 2 + const (2.7)
Всі отримані співвідношення справедливі для оборотних процесів поліконденсації, що протікають в кінетичної області і неускладнених побічними реакціями. Тим часом у багатьох випадках поліконденсація протікає в дифузійній області. Можливі також побічні процеси, наприклад реакції циклізації. Так, оксикислоти можуть поряд з поліефіром д...
