Dixloretan va natriy tetrasulfid polikondensatsiyasi

LABARATORIYA ISH № 11
DIXLORETAN VA NATRIY TETRASULFID POLIKONDENSATSIYASI


Ishning maqsadi: Katalitik bo'lmagan polikondensatsiya jarayoni va polisulfidli kauchuklarni olish jarayoni bilan tanishish, tiokol unumini aniqlash.
Nazariy ma’lumotlar: Yuqori molekulyar og'irlikdagi birikmalar (HMCs) yoki polimerlar molekulalari ko'paytiriladigan strukturaviy birliklardan (elementar birliklar) iborat bo'lgan birikmalardir:
yoki  ,
qayerda
elementar havola,
polimerlanish darajasi
Polimerning molekulyar og'irligi (M) elementar birlikning molekulyar og'irligi ko'paytmasiga teng ( )polimerlanish darajasi bo'yicha:
. (4.1)
Polimerlanish darajasi odatda o'nlab, yuzlab yoki minglab birliklarda, makromolekulyarlarning molekulyar og'irligi esa yuzlab, minglab, ba'zan millionlarda o'lchanadi.
Kelib chiqishi bo'yicha polimerlar tabiiy (kraxmal, tsellyuloza, oqsillar, tabiiy kauchuk, silikatlar), sun'iy (tabiiy polimerlarni qayta ishlash natijasida olinadi) va sintetik (past molekulyar birikmalardan sintetik yo'l bilan olinadi) bo'linadi.
Molekulalarning tuzilishiga ko'ra polimerlar chiziqli (har bir bo'g'in ikkita qo'shni bilan bog'langan), tarvaqaylab ketgan (asosiy zanjir asosiyga qaraganda qisqaroq uzunlikdagi yon shoxlarga ega) va fazoviy (chiziqli zanjirlar o'rtasida o'zaro bog'lanishlar mavjud) bo'lishi mumkin. zanjirlar).
Asosiy zanjirning kimyoviy tarkibiga ko'ra, polimerlarni uch guruhga bo'lish mumkin: uglerod zanjiri (asosiy zanjir faqat uglerod atomlaridan iborat), geterozanjir (asosiy zanjir, uglerod atomlaridan tashqari, boshqa elementlarning atomlarini o'z ichiga oladi, masalan. , kislorod, azot, oltingugurt, fosfor va boshqalar atomlari). organoelemental (asosiy zanjirda uglerod atomlari mavjud emas, lekin boshqa elementlarning atomlaridan iborat, masalan, kremniy va kislorod atomlari, uglerod atomlari esa yon zanjirlarda joylashgan).
Polimerlarning xossalari nafaqat elementar birliklarning kimyoviy tarkibiga, balki polimerlanish darajasiga, shuningdek, molekulalarning tuzilishiga ham bog'liq.
Polimerning molekulyar massasining ortishi polimerning mexanik mustahkamligini, qattiqligini, issiqlik barqarorligini oshiradi va erituvchilarda eruvchanligini pasaytiradi. Xuddi shu narsa chiziqli zanjirlar orasidagi o'zaro bog'liqliklarning paydo bo'lishi tufayli fazoviy tuzilmalarning shakllanishida kuzatiladi.
Agar elementar birliklar qutbli guruhlarni o'z ichiga olmasa, u holda polimer zanjirlari egiluvchan bo'lib, polimer elastiklik, sovuqqa chidamliligi va yuqori dielektrik xususiyatlari bilan ajralib turadi. Polar guruhlarning mavjudligi,
Misol uchun,  elementar bog'lanishlarga dipollarning xususiyatlarini beradi, molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlarini oshiradi, bu kuch va issiqlik qarshiligini oshirishga yordam beradi, lekin dielektrik xususiyatlarni pasaytiradi.
Elementar birliklarda halogen atomlarining mavjudligi polimerlarga yonish, kislotalar va ishqorlar ta'siriga qarshilik ko'rsatadi.
Polimerlar ko'pincha makromolekulalarning tartibsiz joylashishi bilan tavsiflanadi, ya'ni. amorf (shisha) holat. Qizdirilganda shishasimon holat yuqori elastiklikka, keyin esa yopishqoq holatga o'tadi. Sovutganda teskari o'tishlar sodir bo'ladi. Agar bunday o'zgarishlar qayta-qayta amalga oshirilishi mumkin bo'lsa, u holda polimer termoplastik deb ataladi. Oddiy haroratda yuqori elastik holatda bo'lgan polimerlar elastomerlar deyiladi. Plastomerlar, aksincha, oddiy haroratda kuchayib, yuqori elastiklik moduliga va past eruvchanlikka ega.
Agar qizdirilganda polimer yuqori elastik holatga o'tib, keyin qattiqlashib, yuqori elastik holatga o'tish qobiliyatini yo'qotsa, u termosetlanish deb ataladi. Bu odatda fazoviy strukturaning shakllanishi bilan izohlanadi.
Yuqori molekulyar birikmalar past molekulyar birikmalardan (monomerlardan) ikki asosiy usulda olinadi: polimerlanish va polikondensatsiya.
Polimerlanish - bu ko'plab monomer molekulalarini bir xil elementar tarkibdagi polimer molekulasiga birlashtirish jarayoni. Bunday holda, qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lmaydi. Odatda, uglerod atomlari orasidagi qo'sh bog'ni o'z ichiga olgan to'yinmagan birikmalar polimerizatsiyaga uchraydi, kamroq uchlik bog'lanish yoki konjugatsiyalangan qo'sh bog'lanish tizimi.
Etilen va uning o'rnini bosuvchi (vinil birikmalari) polimerizatsiyasi, shuningdek, dienlarning polimerizatsiyasi eng katta amaliy ahamiyatga ega.
, (1)
, (2)
. (3)
Polikondensatsiya tipidagi polimerlarning aksariyati termoplastikdir.
Polietilen plyonkalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Butadien va uning hosilalari kauchuklarni sintez qilish uchun monomerlardir.
Polikondensatsiya - bu ikki yoki undan ortiq monomerlarning o'zaro ta'sir qilish jarayoni bo'lib, buning natijasida polimer bilan birga past molekulyar og'irlikdagi qo'shimcha mahsulotlar, masalan, suv, ammiak, metanol hosil bo'ladi.
Monomerlarning polikondensatsiya reaksiyasida ishtirok etishi uchun ular polifunksional bo'lishi kerak, ya'ni. bir nechta funktsional guruhlarga ega. Masalan, dikarbon kislotalar va ikki atomli spirtlar (glikollar) quyidagi sxema bo'yicha reaksiyaga kirishishi mumkin:

. (4)
Polikondensatsiya jarayoni bosqichma-bosqich davom etadi, zanjirga monomer molekulalarining ketma-ket qo'shilishi natijasida zanjir o'sadi. Ko'pgina hollarda, polikondensatsiya teskari jarayondir, ya'ni. u bilan bir vaqtning o'zida polikondensatsiya darajasi pasayadigan halokat jarayonlari sodir bo'ladi.
Polikondensatsiyada dastlabki monomerlarning nisbati katta ahamiyatga ega. Ulardan birining ortig'i bilan makromolekulaning ikkala uchiga bir xil funktsional guruhlar qo'shilishi tufayli polikondensatsiya darajasi pasayadi.
Haroratning oshishi bilan polikondensatsiya jarayoni polimer hosil bo'lishiga qarab siljiydi, chunki bu muhitning yopishqoqligini pasaytiradi va past molekulyar og'irlikdagi yon mahsulotlarni reaksiya zonasidan olib tashlashni tezlashtiradi. Biroq, yuqori haroratlarda buzilish jarayonlari tezlashishi mumkin.
Jarayonning davomiyligi oshishi bilan polikondensatsiya darajasi ham ortadi.
Polikondensatsiya katalizatorlar ishtirokida ham (fenol-formaldegid va karbamid smolalarini olish) va ularsiz (poliamid smolalarini olish) amalga oshirilishi mumkin.
Ba'zi maxsus kauchuklar polikondensatsiya usuli bilan olinadi, masalan, polisulfid kauchuklari (tiokollar). Dastlabki reaktivlar sifatida dihaloalkillar va metall polisulfidlar ishlatiladi.
Dixloroetan va natriy tetrasulfidi o'zaro ta'sirlashganda, polikondensatsiya reaktsiyasi quyidagi sxema bo'yicha boradi:
(5)
Polikondensatsiya jarayoni issiqlik chiqishi bilan davom etadi, shuning uchun u inert dispersiyali muhitda emulsiya usuli bilan amalga oshiriladi, bu jarayonning haroratini osongina nazorat qilish va oson koagulyatsion suspenziya shaklida bir hil mahsulotni olish imkonini beradi. elektrolit (kislota) qo'shilganda. Dispersant sifatida gidroksidlar (oksidlar) yoki magniy karbonatlari, shuningdek, boshqa gidroksidi tuproq metallari ishlatiladi.
Olingan polimerlar chiziqli tuzilish va kauchuk xususiyatlari bilan ajralib turadi. Ular metall oksidi (odatda sink oksidi) bilan davolashga qodir. Vulkanizatsiyadan so'ng tiokol plyonkalari yuqori namlik va gaz o'tkazuvchanligiga ega bo'lib, tabiiy yoki butadien kauchuk vulkanizatsiyalarining o'xshash xususiyatlaridan oshadi. Tiokollar ozonga, quyosh nuriga va turli oksidlovchi moddalarga chidamli. Tiokol molekulalarida ko'p miqdordagi qutbli oltingugurt atomlarining mavjudligi suvli eritmalar, moylar va yoqilg'ida shishishga yuqori qarshilik ko'rsatadi.
Kauchuk aralashmalarni kompilyatsiya qilishda tiokollarga plomba moddalari va plastifikatorlar kiritiladi.
Tiokollar tishlash moslamalari, benzinga, moyga chidamli mahsulotlar va ehtiyot qismlar (shlanglar, yenglar) ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Suyuq tiokollar muhrlash, muhrlash, shuningdek, shlaklar sifatida ishlatiladi.