Wyklad 12 polimery(2), chemia, chemia organiczna
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Polimery
Na podstawie kryterium masy cząsteczkowej można utworzyć następujący szereg:
monomer
–
oligomer
(1-10 merów) -
pleinomer
- polimer
Polimery = gr.:
poli + meros =
zbudowany z wielu części
Polimery
–cząsteczki o bardzo dużej masie cząsteczkowej (>10 000u) powstałe przez
powtarzające się łączenie wielu setek lub tysięcy małych jednostek zwanych
merami.
Wyróżnia się następujące podziały polimerów:
- ze względu na ich pochodzenie ( syntetyczne, naturalne, modyfikowane)
- ze względu na topologię cząsteczek, czyli ich ogólny kształt przestrzenny:
polimer liniowy , rozgałęziony, drabinkowy, usieciowany, cykliczny itd..
- ze względu na jednorodność budowy :
homopolimery -
w łańcuchu polimeru występuje tylko jeden typ monomeru
kopolimery -
polimer zbudowany jest z dwóch lub więcej monomerów
Reakcję polimeryzacji dzieli się na;
-
reakcję łańcuchową
– w której to reakcja zaczyna się od reakcji inicjacji (wolno),
dalej lawinowo zachodzi reakcja propagacji łańcucha i reakcji terminacji (wolno)
-
-
reakcję stopniową
(etapową) – w której każde nowe wiązanie tworzone jest oddzielnie
niezależnie od innych
Niektóre sposoby połączenia monomerów w polimerach:
Homopolimery
AA
AAAAA
AAAAA
AAAAA
AA
AAAAA
liniowy
rozgałęziony
usieciowany
Kopolimery
ABABAB
AABABBA
naprzemienny
statystyczny
AAAAABBBB
AAAAAAAAAA
BBB
BBB
blokowy
szczepiony
Homopolimery
to
polimery addycyjne
– powstają w reakcjach, których jedynymi
produktami są makrocząsteczki ( bez małocząsteczkowych produktów ubocznych).
Najczęściej spotykane polimery addycyjne powstają przez polimeryzację łańcuchową
alkenów: polietylen, polipropylen, polistyren, polichlorek winylu, poliakrylan, teflon, itd.
Kopolimery
to najczęściej
polimery kondensacyjne
–tworzą się w reakcjach
przebiegających stopniowo i z wydzieleniem niskocząsteczkowego produktu ubocznego
najczęściej wody np.:
fenoplasty
( tworzywa fenolowo-formaldehydowe);
aminoplasty
( żywice mocznikowo-formaldehydowe);
poliestry,
poliamidy,
poliwęglany
polisiloksany;
i
polimery poliaddycyjne
- powstają w reakcjach
przebiegających stopniowo w których nie występują produkty uboczne np.:
poliuretany
Poliestry
(PES) i
poliamidy
(PA) powstają w reakcji polimeryzacji stopniowej (etapowej),
w której każdy etap polega na reakcji estryfikacji lub tworzenia amidów. Substratami są
kwasy dikarboksylowe (lub ich chlorki) i alkohole dwuwodorotlenowe lub diaminy.
amina + chlorek kwasowy = amid
diamina + chlorek kwasu dikarboksylowego = poliamid
OO
OO
H
2
N
(CH
2
)
n
NH
2
ClC(CH
2
)
m
CCl
+
NH
(CH
2
)
n
NH
C(CH
2
)
m
C
diamina
chlorek dikwasu
poliamid (nylon)
alkohol + kwas karboksylowy = ester
diol + kwas dikarboksylowy = poliester
OO
OO
HO
(CH
2
)
n
OH
HOC(CH
2
)
m
COH
+
O
(CH
2
)
n
O
C(CH
2
)
m
C
diol
dikwas
poliester
Niektóre polimery kondensacyjne i ich zastosowania
Nylon
- poliamid służący do wytwarzania włókna syntetycznego o bardzo dużej wytrzymałości na
rozciąganie i łatwo dającego się barwić.
Często można spotkać się z oznaczeniami cyfrowymi po słowie nylon. Jest to informacja o
strukturze polimeru.
Cyfry oznaczają liczbę atomów węgla w monomerach np.: nylon-66, nylon-612 oznaczają liczbę
atomów węgla w cząsteczkach odpowiednio: diaminy i kwasu dikarboksylowego.
A zatem
nylon-612
jest kopolimerem 1,6-heksametylenodiaminy (diaminy C
6
) i kwasu 1,10-
dekanodikarboksylowego (dikwasu C
12
).
Nylon-66
jest kopolimerem
1,6-heksametylenodiaminy (diaminy C
6
) i kwasu 1,6-dekanodikarboksylowego (dikwasu C
6
).
OO
OO
H
2
N
(CH
2
)
6
NH
2
HOC(CH
2
)
6
COH
NH
(CH
2
)
6
NH
C(CH
2
)
6
C
n
x
kwas
adypinowy
heksametylenodiamina
nylon-66
Zastosowanie: włókna, odzież, kord oponowy, elementy łożysk
+
[ Pobierz całość w formacie PDF ]