Винилхлоридтің негізіндегі өзекті сополимерлер

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

ЖоспарКІРІСПЕ3I. ТАРАУӘДЕБИ ШОЛУ1. 1.Сополимерлену. Оның түрлері4- 51. 2.Сополимерлену константасы5 - 61. 3Сополимер құрамы, типтері.6 - 7ІІ. ТАРАУ ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ2. 1Винилхлоридтің негізіндегі өзекті сополимерлерін анықтау11-142. 2Винилхлорид сополимерлерінің қолданылуы15-16III. ТАРАУНӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛҚЫЛАУ3. 1.Винилхлоридтің сополимерлену константасын анықтау16-173. 2Винилхлорид сополимерлерінің қазіргі таңдағы маңыздылығын арттыру18ҚОРЫТЫНДЫ19ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ20:

Жоспар: Жоспар

КІРІСПЕ: КІРІСПЕ

3: 3

I. ТАРАУӘДЕБИ ШОЛУ: I. ТАРАУ ӘДЕБИ ШОЛУ

1. 1.: 1. 1.

Сополимерлену. Оның түрлері: Сополимерлену. Оның түрлері

4- 5: 4- 5

1. 2.: 1. 2.

Сополимерлену константасы: Сополимерлену константасы

5 - 6: 5 - 6

1. 3: 1. 3

Сополимер құрамы, типтері.: Сополимер құрамы, типтері.

6 - 7: 6 - 7

ІІ. ТАРАУ ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ: ІІ. ТАРАУ ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

2. 1: 2. 1

Винилхлоридтің негізіндегі өзекті сополимерлерін анықтау: Винилхлоридтің негізіндегі өзекті сополимерлерін анықтау

11-14: 11-14

2. 2: 2. 2

Винилхлорид сополимерлерінің қолданылуы: Винилхлорид сополимерлерінің қолданылуы

15-16: 15-16

III. ТАРАУНӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛҚЫЛАУ: III. ТАРАУ НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛҚЫЛАУ

3. 1.: 3. 1.

Винилхлоридтің сополимерлену константасын анықтау: Винилхлоридтің сополимерлену константасын анықтау

16-17: 16-17

3. 2: 3. 2

Винилхлорид сополимерлерінің қазіргі таңдағы маңыздылығын арттыру: Винилхлорид сополимерлерінің қазіргі таңдағы маңыздылығын арттыру

18: 18

ҚОРЫТЫНДЫ: ҚОРЫТЫНДЫ

19:

19

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ: ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

20: 20

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

КІРІСПЕ:

Жоспар:

Кіріспе

немесе полиэтилентерефталат синтезінде көп жағдайда поликонденсация жүзеге асуы үшін екі әрекет етуші зат немесе мономер қажет. Алынған өнім құрылысында екі әр түрлі типті тізбек пайда болады. Полимерленуде полимер алу үшін тек бір ғана мономер болуы керек. Бірақ полимерленуді құрамында екі әр түрлі құрылысты полимерлі тізбегі бар екі мономер қоспасынан полимерлі өнім алуға болады. Бір уақытта екі мономердің полимерлену типі сополимерлену , ал түзілген өнім сополимер деп аталады. Бірақ бір нәрсеге басты назар аудару керек: сополимерлер екі гомополимерлердің балқымасы немесе қоспасы болып табылмайды, оның әр макромолекуласында екі мономердің де тізбегі болады. Бұл процесті келесі түрде көрсетуге болады:

М ₁ + М ₂ →

→~ М ₁ М ₂ М ₂ М ₁ М ₂ М ₂ М ₂ М ₁ М ₁ М ₂ М ₂ М ₁ М ₁ М ₁ М ₂ М ₁ М ₁ М ₁ М ₂ М ₁ М ₁ ~ (6. 1)

Екі мономер де сополимер құрамына өз еркімен көбірек немесе аз түрде енеді, оның полимердегі құрамы салыстырмалы концентрациясы мен реакцияға қабілеттілігімен анықталады. Сол сияқты бір уақытта үш және одан да көп қоспаларға сополимерлену жүргізуге болады. Мұндай процесстерді әдетте көпкешенді сополимерлену деп атайды. Үш мономерлі жүйе үшін терполимерлену термині қолданылады.

I. ТАРАУ

ӘДЕБИ ШОЛУ

Сополимерлену процесі көптеген себептерге байланысты маңызды болып келеді. Мономерлердің, радикалдардың, карбон және карбон иондарының реакцияға қабілеттілігі сополимерленуді зерттеу нәтижесінде алынған. Әсіресе сополимерлену рекциясы кезінде мономерлердің химиялық құрылысының реакцияға қабілетін білу маңызды. Сонымен қатар сополимерлену технологиялық көзқарас жағынан да біршама маңызды болып келеді. Ол айтарлықтай деңгейде берілген спецификалық қасиеттер тән келетін полимерлерді алуға үлкен мүмкіндік береді. Бір мономерді полимерлегендегі мүмкін болатын өнім мөлшері салыстырмалы түрде шектеулі. Сополимерлену әр түрлі өнімдердің шектеусіз санының оның табиғатының өзгеруі мен екі мономердің салыстырмалы тізбегінің тәжірибеде синтезін алуға мүмкіндік береді. Сополимерлену процесінің орасан зор мүмкіндігін полистиролдың модификациялық қасиеті үлгісінен көре аламыз. Полистирол - тұтқырлығы төмен, морт сынғыш және ерігіштік қасиеті тұрақсыз пластик. Осы себептерге байланысты ол салыстырмалы шектеулі тәжірибелік құндылыққа ие. Сополимерлеу және терполимерлеуде стирол полимерінің қасиеті жақсарады, ал ол оның тәжірибелік пайдалылығын біршама ұлғайтады. Құрамында стирол бар полимерлі өнімдерді өндіру жыл санап өсуде. Стиролдың сополимерлері мен терполимерлері тек пластик ретінде ғана емес, сонымен қатар эластомер ретінде қолданыс табуда. Мысалы, стиролдың акрилонитрилмен сополимерленуі оның беріктілігін нығайтып, еріткіштерге тұрақтылығын жоғарылатады.

Басқа мысал ретінде көп тараған пластиктердің бірі-полиэтиленнің сополимерлену нәтижесіндегі оның қасиетінің өзгеруін қарастыруымызға болады. Этиленнің бутен - 1, винилацетат немесе акрилатпен сополимерленуі нәтижесінде полиэтиленнен де өте иілгіш сополимерлер алуға болады. Полиэтиленнің мономерлердің үлкен санымен сополимерленуі оны пластиктен эластомерге айналдырып жіберуі мүмкін. Бұған мысал ретінде, жақында ғана зерттелген этиленнің пропиленмен сополимерленуін алып қарастыруымызға болады. Қазіргі таңда мақсатқа лайық сополимерлену процесінің басқа датехнологиялық түрлері ашылып жатыр.

(6. 1) теңдеуде екі мономердің құрылыстық бөлігі полимерлі тізбекте ретсіз орналасқан. Мұндай құрылысты типті деп атайды. Сонымен бірге тағы үш негізгі сополимер құрылысы белгілі. Олар: тізбектің кезектесіп орналасуы, блокты және ұластырылған. Жүйелі түрде кезектесіп келген сополимер құрамында екі мономер экзимолярлық санда және тізбекте дұрыс кезектесіп келеді.

~ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ М ₂ М ₁ ~

І.

Блокты және ұластырылған сополимерлердің статистикалық және кезектескен сополимерден айырмашылығы, оның мономерлерінің жүйелі бір ізді ұзын тізбегінің болуында.

Блок - сополимер ұзын бірдей сызықты тізбектеліп және бөлінген басқа блоктың тізбегімен ұштасады:

~ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ М ₂ ~

ІІ.

Ұластырылған сополимер, кейде графт - сополимер деп те аталады. Ол негізгі бір тізбек мономерден және оған қосылған басқа мономердің бір немесе одан да көп бүйір тізбегінен тұрады.

~ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ М ₁ ~

ІІІ.

Дәл қазіргі уақытта сополимерлер үшін жалпы қабылданған номенклатура жоқ [1] . Стирол мен метил - метакрилаттың сополимерленуін поли(метилметакрилат - со - стирол) немесе жай стирол - метилметакрилат сополимер деп атайды.

Көп жағдайда сополимердің құрамы бастапқы сополимер алынған мономер қоспасынан айырмашылығы бар екендігі айқындалған. Басқаша айтқанда, әр түрлі мономерлер әр түрлі сополимер түуге қабілетті болып келеді. Мономерлердің сополимерлерге біршама бейімділігі оның жылдамдығына сәйкес келмейтіндігі бұрыннан белгілі [2] . Кейбір мономерлер сополимерлену кезінде көбірек реакцияға қабілетті болып келеді; кейбір мономерлердің, керісінше, реакцияға қабілеті төмендеу келеді. Бір қызығы, кейбір мономерлердің: мысал ретінде малейн ангидриді, стильбен және фумар қышқылының эфирі олардың аздығы мен гомополимерленуге қабілеті жоқ болғанына қарамастан радикалды сополимерленуге оңай түседі.

Осы тұрғыда, сополимердің құрамын мономерлердің гомополимерлену жылдамдығымен анықтауға болмайды. Сополимерлердің құрамын анықтауда бірнеше зерттеушілер зерттеу жүргізді [3-5] . Басында сополимерлену барлық тізбектің құрылысына тәуелді деген болжам болды. М ₁ және М ₂ екі мономердің сополимерленуін қарастырайық. Радикалды сополимерленудің ионды сополимерленуге [6, 7] қарағанда маңызды әрі терең зерттелгеніне қарамастан, оны екі жағдайда да қарастырып көрейік. Екі мономердің сополимерленуі нәтижесінде екі типті бөлшек пайда болады: бірінші тип -М ₁ өсімді соңында және М ₂ тізбек соңында. Бұл тізбектерді былай көрсетуге болады $M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix}$ және $M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix}$ . Жұлдызша радикалды, карбон ионын немесе карбонионды көрсетеді. М ₁ және М ₂ мономерлердің әрқайсысы өсімді М ₁ немесе М ₂ соңғы тізбегіне барып қосыла алады:

$M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} + M\begin{matrix} \\ 1 \end{matrix}\overset{k11}{\rightarrow}M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix},$ (6. 2)

$M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} + M\begin{matrix} \\ 2 \end{matrix}\overset{k12}{\rightarrow}M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix},$ (6. 3)

$M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} + M\begin{matrix} \\ 1 \end{matrix}\overset{k21}{\rightarrow}M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix},$ (6. 4)

$M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} + M\begin{matrix} \\ 2 \end{matrix}\overset{k22}{\rightarrow}M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix},$ (6. 5)

к ₁₁ - тізбектің М ₁ жәнеМ ₁ мономерімен әрекеттескендегі өсу жылдамдығының константасы, к ₂₁ - тізбектің М ₁ жәнеМ ₂ мономерімен әрекеттескендегі жылдамдығының константасы болып есептеледі және сол сияқты. (6. 2) және (6. 5) реакциясына сәйкес оларды гомоөсу деп атайды, ал (6. 3) және (6. 4) реакциясын түйіскен өсу деп атайды.

М ₁ мономері (6. 2) және (6. 4) реакцияларына шығындалып, М ₂ мономері (6. 3) және (6. 5) реакциясы бойынша қысқарып кетеді. Екі мономердің жоғалып кетуінің жылдамдықтары, оның сополимерге айналуына кеткен жылдамдықтарына сәйкес болады

$- \frac{d\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{dt} = \kappa_{11}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack + \kappa_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack,$ (6. 6)

$\ \ \ \ \ \ \ \ - \frac{d\left\lbrack M_{2} \right\rbrack}{dt} = \kappa_{12}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{2} \right\rbrack + \kappa_{22}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{2} \right\rbrack,$ (6. 7)

(6. 6) теңдеуді(6. 7) теңдеуге бөлу арқылы екі мономердің сополимерге түсу жылдамдығын ала аламыз. Сополимер құрамы мына теңдеумен өрнектеледі:

$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ - \frac{d\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{d\lbrack M_{2}\rbrack} = \frac{\kappa_{11}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack + \kappa_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{\kappa_{12}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{2} \right\rbrack + \kappa_{22}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{2} \right\rbrack}$ (6. 8)

(6. 3) және (6. 4) реакцияларының жылдамдығы мынаған тең:

$\kappa_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack = \kappa_{12}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{2} \right\rbrack$ (6. 9)

(6. 9) теңдеуді (6. 8) теңдеумен қосып өзгертіп, мына теңдеуді аламыз:

$\frac{d\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{d\lbrack M_{2}\rbrack} = \frac{\frac{{\kappa_{11}\kappa}_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack^{2}}{\kappa_{12}\lbrack M_{2}\rbrack} + \kappa_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{\kappa_{22}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{2} \right\rbrack + \kappa_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}$ (6. 10)

(6. 10) теңдеуінің оң жағындағы алымы мен бөлімін $\kappa_{21}\left\lbrack M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix} \right\rbrack\left\lbrack M_{1} \right\rbrack$ бөліп, алынған формуланы r ₁ жәнеr ₂ мәніне қойсақ, теңдеуін аламыз.

$r_{1} = \frac{k_{11}}{k_{12}}$ және $r_{1} = \frac{k_{22}}{k_{21}}$ (6. 11)

Ең соңында мына теңдеуді аламыз:

$\frac{d\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{d\lbrack M_{2}\rbrack} = \frac{\left\lbrack M_{1} \right\rbrack(r_{1}\left\lbrack M_{1} \right\rbrack + \left\lbrack M_{2} \right\rbrack) }{\lbrack M_{2}\rbrack(\left\lbrack M_{1} \right\rbrack + r_{2}\left\lbrack M_{2} \right\rbrack) }$ (6. 12)

(6. 12) теңдеуі сополимерлену теңдеуі немесе сополимерлердің құрам теңдеуі болып табылады.

Сополимерлену типтері.

Идеалды сополимерлену:

r ₁ r ₂ =1 теңдеуіне жауап беретін сополимерленуді идеалды деп атаймыз. Мұнда $M\begin{matrix} * \\ 1 \end{matrix}және\ M\begin{matrix} * \\ 2 \end{matrix}$ бөлшектер екі мономерді де бірдей қосады.

$\frac{k_{22}}{k_{21}} = \frac{k_{12}}{k_{11}}$ немесе $r_{2} = \frac{1}{r_{1}}$ (6. 16)

Идеалды сополимер алу үшін (6. 16) теңдеуді (6. 12) немесе (6. 15) теңдеумен қосқанда, мына теңдеуді аламыз:

$\frac{d\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{\ d\lbrack M_{2}\rbrack} = \frac{r_{1}\left\lbrack M_{1} \right\rbrack}{\lbrack M_{2}\rbrack}$ (6. 17)

немесе $F_{1} = \frac{r_{1}f_{1}}{r_{1f_{1} + f_{2}}}$ (6. 18)

Сополимерленудің идеалды типі ионды (анионды, сол сияқты катионды) сопополимерленуде жиі кездеседі.

Егерr ₁ = r ₂ = 1мономердің екеуі де бірдей екі өсімді бөлшекке де бірдей белсенді келеді.

Блокты сополимерлену.

Егер r ₁ де, r ₂ де бірден үлкен болса, онда тізбекте екі мономер де пайда болатын блокты сополимер түзіледі. Бұл сополимерлену типі көп жағдайда кездесе қоймайды. Мұндай жағдайда бір уақыт аралығында және тәуелсіз екі мономердің гомополимерленуі жүреді.

r ₁ және r ₂ бір немесе бірнеше сомономер қоспасынан құралған сополимер құрамының тәжірибелік анықтауы болып табылады. Сополимерлерді анализдеуде біршама әдістер қолданылады: элементтік анализ, ультракүлкін, инфрақызыл және ЯМР спектроскопия.

Барынша бұрынғы, бірақ кең түрде қолданылатын әдістерде сополимерлену константасын анықтау процесін ең аз ауысу дәрежесінде жүзеге асырады. Алынған тәжірибелік анықтамаларды бірнеше әдіс арқылы анализдеуге болады. Бір жолы сополимердің құрамы анықталған тәжірибелік мәндерін графикке салып, оның шығыс қоспасындағы мономерлер қатынасын анықтауға болады.

Көпкомпонентті жүйелер.

Терполимерлену (үш мономердің полимерленуі) практикалық көзқарас бойынша өте маңызды. Стиролдың акронитрилмен және бутадиенмен радикалды терполимерленуі соңғы өнімдердің қасиеттерінің өзгеруінің жоғары мүмкіндіктерін береді. Терполимерленудің тағы да басқа практикалық зерттеу әдістері бар. Көп жағдайда сополимер құрамындағы екі сомономер көп мөлшерде пайдаланылады, ол оған негізгі қажетті қасиеттерге ие болуға мүмкіндік берсе, ал үшінші сомономерді аз мөлшерде енгізеді, ол белгілі бір бағытта спецификалық модификациясының өзгеруіне әкеледі. Мысалы, жақында зерттелген этиленпропилен эластомерін аз шамадағы диенмен терполимерлеп, алынған өнім көлденең байланыс түзеді.

Радикалды сополимерлену.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.