Lukiskan skema untuk polikondensasi asid aminokaproik. Sebatian berat molekul tinggi

Tugasan 433
Apakah sebatian yang dipanggil amina? Buat satu skema untuk polikondensasi asid adipik dan heksamethylenediamine. Namakan polimer yang terhasil.
Penyelesaian:
Aminami derivatif hidrokarbon dipanggil terbentuk dengan menggantikan atom hidrogen terakhir dengan kumpulan -NH 2, -NHR atau -NR" :

Bergantung kepada bilangan atom hidrogen bagi atom nitrogen yang digantikan oleh radikal ( R ), amina dipanggil primer, sekunder atau tertier.

Kumpulan -NH 2 , yang merupakan sebahagian daripada amina primer, dipanggil kumpulan amino. Kumpulan atom >NH dalam amina sekunder ia dipanggil kumpulan imino.

Skim polikondensasi asid adipik Dan hexamethylenediamine:

Anid (nilon) ialah hasil polikondensasi asid adipik dan hexamethylenediamine.

Tugasan 442
Apakah sebatian yang dipanggil asid amino? Tulis formula untuk asid amino termudah. Lukiskan skema untuk polikondensasi asid aminokaproik. Apakah nama polimer yang terhasil?
Penyelesaian:
Asid amino sebatian dipanggil sebatian yang mengandungi molekul secara serentak amina(-NH2) dan kumpulan karboksil(-COOH). Wakil mereka yang paling mudah ialah asid aminoacetik (glisin): NH2-CH2-COOH.

Skim polikondensasi asid aminocaproic:

Hasil polikondensasi asid aminokaproik dipanggil nilon (perlon). daripada nilon gentian diperolehi yang mempunyai kekuatan yang lebih baik daripada gentian semula jadi. Gentian ini digunakan dalam pengeluaran pakaian, tali tayar kereta dan pesawat, untuk pembuatan pukat dan peralatan memancing yang tahan lama dan tahan reput, produk tali, dsb.

Ini adalah bahan kristal dengan Tm = 68.5 – 690 C. Ia sangat larut dalam air, alkohol, eter dan pelarut organik lain. Larutan akueus asid menyebabkan hidrolisis kepada ε-ami-

asid nokaproik. Apabila dipanaskan hingga 230 - 2600 C dengan kehadiran sejumlah kecil air, alkohol, amina, asid organik, ia berpolimer untuk membentuk resin poliamida.

ly. Ia adalah produk pengeluaran berskala besar.

ω-Dodecalactam (laurin laktam) diperoleh melalui sintesis pelbagai langkah daripada 1,3-butadiena.

3CH2

Laurinlactam ialah bahan kristal dengan takat lebur = 153 – 1540 C, sangat larut dalam alkohol, benzena, aseton, kurang larut dalam air. Apabila dipanaskan, ia terpolimer menjadi poliamida, walau bagaimanapun,

pempolimeran lebih teruk daripada ε-caprolactam. (Asid laurik atau dodekanoik - CH3 (CH2)10 COOH.)

4.2. Kaedah untuk menghasilkan poliamida Poliamida biasanya dikelaskan sebagai polimer polikondensasi, i.e. polimer, mengikut

terhasil daripada tindak balas polikondensasi. Atribusi sedemikian tidak begitu betul,

kerana polimer jenis ini boleh diperolehi melalui polikondensasi dan polimer-

pembentukan monomer. Poliamida diperoleh daripada asid ω-aminokarboksilik melalui polikondensasi

(atau esternya), serta daripada asid dikarboksilik (atau esternya) dan diamina. Kaedah pempolimeran utama ialah pempolimeran hidrolitik dan pemangkin laktat

mov ω-asid amino. Pilihan kaedah ditentukan oleh keupayaan asas bahan mentah dan keperluan -

kepada sifat poliamida yang sepadan.

Dalam industri, poliamida dihasilkan dalam empat cara utama:

Heteropolikondensasi asid dikarboksilik atau esternya dengan diami-

n HOOCRCOOH + n H2 NR"NH2

NH2O

- heteropolikondensasi asid dikarboksilik klorida dengan di-

- homopolikondensasiω-asid aminokarboksilik (asid amino) atau esternya;

										NH2O

- pempolimeran asid amino laktam.

pemangkin

n(CH2)n

HN(CH2)nCO

4.3. Pelabelan poliamida Sistem pelabelan poliamida adalah berdasarkan kaedah pengeluaran dan kimianya

struktur. Sebilangan poliamida, terutamanya yang aromatik, mempunyai nama mereka sendiri,

dibekalkan oleh syarikat pembuatan.

Untuk poliamida alifatik, selepas perkataan "poliamida" ("nilon" dalam kesusasteraan asing)

bulat) diikuti oleh satu atau dua nombor yang dipisahkan oleh koma (atau noktah). Jika poliamida disintesis daripada satu monomer (asid amino atau laktam), satu nombor diberikan,

sepadan dengan bilangan atom karbon dalam monomer. Sebagai contoh, poliamida diperoleh daripada

ε-caprolactam atau daripada asid ε-aminocaproic, ditetapkan sebagai "poliamida 6"; polimer daripada asid aminoenanthik - "poliamida 7", polimer daripada asid aminoundecanoic -

"Poliamida 11". Dalam kesusasteraan teknikal, perkataan "poliamida" sering digantikan dengan singkatan "PA" atau huruf "P". Kemudian sebutan di atas diwakili sebagai "PA-6", "PA-11", "P-7". Komposisi dua nombor yang dipisahkan dengan koma menunjukkan bahawa poliamida diperoleh melalui polikondensasi diamina dengan asid dikarboksilik atau terbitannya.

Nombor (digit) sebelum titik perpuluhan menunjukkan bilangan atom karbon dalam diamina; nombor (digit) selepas titik perpuluhan ialah bilangan atom karbon dalam asid atau terbitannya yang digunakan. Sebagai contoh, "Polyamide 6,6" diperoleh daripada hexamethylenediamine dan asid adipik; "Poliamida 6.10" -

daripada hexamethylenediamine dan asid sebacic. Perlu diingatkan bahawa koma (atau noktah)

memisahkan dua nombor mungkin hilang. Oleh itu, Standard Negeri 10539 – 87

ia ditetapkan untuk menetapkan poliamida yang diperoleh daripada hexamethylenediamine dan asid sebacic dalam poli, ka kmida "Polyamide memperoleh 610". daripada amina alifatik dan asid aromatik, unsur struktur linear ditetapkan dengan nombor yang menunjukkan bilangan atom karbon dalam mol.

cule, dan pautan asid ditetapkan oleh huruf awal nama mereka. Contohnya, poliamida,

diperbuat daripada hexamethylenediamine dan asid tereftalat, yang ditetapkan sebagai "Polyamide

Nama-nama kopolimer poliamida terdiri daripada nama-nama polimer individu yang menunjukkan

komposisi peratusan ditunjukkan dalam kurungan (dalam kesusasteraan, tanda sempang digunakan dan bukannya kurungan). Poliamida yang terdapat lebih banyak dalam kopolimer ditunjukkan dahulu. Sebagai contoh, nama

Perkataan “Polyamide 6.10/6.6 (65:35)” atau “Polyamide 6.10/6.6 - 65/35” bermaksud kopolimer adalah bersama-

Diperbuat daripada 65% poliamida 6.10 dan 35% poliamida 6.6. Dalam sesetengah kes, tatatanda yang dipermudahkan digunakan. Sebagai contoh, notasi P-AK-93/7 bermakna kopolimer disediakan daripada 93% garam AG dan 7% ω-kaprolaktam (di sini "A" menandakan garam AG, "K" - kaprolaktam).

Sebagai tambahan kepada sebutan ini yang diseragamkan di Rusia, dalam kesusasteraan teknikal dan rujukan mungkin terdapat nama yang sesuai untuk jenis dan jenama individu yang diperkenalkan oleh syarikat.

liamida. Contohnya, "Technamid", "Zytel-1147" dan lain-lain.

4.4. Pengeluaran poliamida alifatik Daripada banyak poliamida yang disintesis sehingga kini, yang terbesar secara praktikalnya

Yang menarik ialah:

Poliamida 6 (poli-ε-kaproamida, polikapromida, nilon, resin nilon, nilon-6,

kaprolon B, kaprolit),

Poliamida 12 (poli-ω-dodecanamide),

Poliamida 6,6 (polyhexamethylene adipamide, anida, nilon 6,6),

Poliamida 6,8 (polyhexamethylene suberinamide),

Poliamida 6,10 (polyhexamethylene sebacinamide),

Poliamida 6 dan 12 dihasilkan secara teknikal melalui pempolimeran laktam yang sepadan. Os-

poliamida tal dibentuk oleh polikondensasi heksamethylenediamine dan asid dibasic

4.4.1. Dengan pempolimeran laktam, kaedah ini terutamanya menghasilkan poliamida 6 dan poliamida 12.

4.4.1.1. Poliamida 6

Poliamida 6 atau polycaproamide diperoleh dengan pempolimeran ε-kaprolaktam dalam proses

kehadiran agen hidrolitik atau pemangkin yang menggalakkan pembukaan kitaran laktam. Proses pempolimeran di bawah pengaruh air dipanggil pempolimeran hidrolitik.

tion. Pempolimeran pemangkin (anionik atau kationik) ε-kaprolaktam berlaku dengan kehadiran pemangkin alkali atau asid Jumlah utama PA-6 diperoleh melalui pempolimeran hidrolitik kaprolaktam.

Pempolimeran hidrolitik ε-caprolactam hasil di bawah pengaruh air, terlarut

asid, garam atau sebatian lain yang menyebabkan hidrolisis kitaran laktam. Pendidikan

Sintesis poliamida berlaku dalam dua peringkat. Kimia proses boleh diwakili oleh rajah:

H2 N(CH2 )5 COOH

HN(CH2)5CO

Peringkat pertama proses - hidrolisis kaprolaktam kepada asid aminokaproik - adalah peringkat paling perlahan dalam proses, mengehadkan kelajuan keseluruhannya. Oleh itu, dalam pengeluaran

Dalam industri, pempolimeran kaprolaktam dijalankan dengan kehadiran pemangkin. Ini paling kerap adalah asid aminocaproic itu sendiri atau garam AG (hexamethylene adipate, adi-

asid pinic dan hexamethylenediamine - HOOC(CH2)4 COOH · H2 N(CH2)6 NH2), di mana reagen berada dalam nisbah equimolecular yang ketat.

Makromolekul poliamida yang terhasil mengandungi karboksil terminal bebas dan kumpulan amino, itulah sebabnya ia terdedah kepada tindak balas yang merosakkan dan polikondensasi selanjutnya.

tions apabila dipanaskan semasa pemprosesan. Untuk mendapatkan produk yang lebih stabil, kumpulan ini boleh disekat dengan memasukkan bahan monofungsi - alkohol, asid atau amina - ke dalam jisim tindak balas. Sebatian sedemikian, dipanggil penstabil atau pengawal selia,

kelikatan, bertindak balas dengan kumpulan akhir dan dengan itu menstabilkan polimer, mengehadkan keupayaannya untuk memasuki tindak balas selanjutnya. Ini memberi peluang untuk

menghasilkan polimer dengan berat molekul dan kelikatan tertentu dengan menukar jumlah penstabil

kesesakan Asid asetik dan benzoik sering digunakan sebagai penstabil.

Pempolimeran hidrolitik ialah proses boleh balik dan keadaan keseimbangan bergantung pada suhu. Semasa menjalankan tindak balas dalam julat suhu 230 – 2600 C, kandungan mo-

nombor dan oligomer dalam poliamida yang terhasil ialah 8 – 10%. Pada suhu sedemikian, semua reagen dan poliamida dapat dioksidakan secara aktif oleh oksigen atmosfera. Oleh itu, proses itu dijalankan dalam suasana lengai nitrogen kering dengan tahap penulenan yang tinggi.

Proses pempolimeran boleh dijalankan mengikut skema kelompok atau berterusan menggunakan peralatan reka bentuk yang berbeza. Dalam Rajah. Rajah 3 menunjukkan gambar rajah penghasilan PA 6 dengan kaedah berterusan dalam reaktor jenis tiang. Proses teknologi adalah lipatan

berasal dari peringkat penyediaan bahan mentah, pempolimeran ε-kaprolaktam, penyejukan polimer, pengisaran, pencucian dan pengeringannya.

Penyediaan bahan mentah terdiri daripada pencairan kaprolaktam pada 90 – 1000 C dalam radas yang berasingan

kadar 3 dengan kacau. Dalam radas 6, larutan akueus 50% garam AG disediakan. Prigo-

Cecair berbahan api dibekalkan secara berterusan oleh pam dos 1 dan 4 melalui penapis 2 dan 5

ke bahagian atas reaktor 7 (lajur kira-kira 6 m tinggi dengan berlubang mendatar

dan sekatan logam yang menggalakkan pergolakan aliran reagen semasa ia bergerak dari atas ke bawah). Reaktor dipanaskan melalui bahagian jaket dengan dinyl (campuran eutektik difenil dan difenil eter). Suhu di bahagian tengah lajur adalah kira-kira 2500 C,

di bahagian bawah - sehingga 2700 C. Tekanan dalam lajur (1.5 - 2.5 MPa) dipastikan oleh bekalan nitrogen dan pas-

bingkai air yang terhasil.

Pempolimeran bermula sejurus selepas mencampurkan komponen. Dikeluarkan semasa tindak balas

dan air yang dimasukkan dengan garam AG tersejat. Wapnya, naik di sepanjang lajur, menyumbang kepada pergolakan dan pencampuran jisim tindak balas dan membawa wap kaprolaktam bersamanya.

Apabila keluar dari lajur, campuran wap secara berurutan memasuki kondenser refluks 8

dan 9. Pada yang pertama, kaprolaktam dipekatkan dan dikembalikan ke lajur. pekat-

Pada yang kedua, wap air dikeluarkan untuk penulenan. Penukaran monomer dalam lajur adalah kira-kira 90%.








	Kaprolaktam


untuk pembersihan

nasi. 3. Skim untuk penghasilan poliamida 6 (polycaproamide) dengan kaedah berterusan:

1, 4 - pam dos; 2, 5 - penapis; 3 - pencairan kaprolaktam; 6 - radas untuk melarutkan garam AG; 7 - lajur reaktor; 8, 9, - peti sejuk; 10 - mesin pemotong; 11 - mesin basuh-pengekstrak; 12 - penapis; 13 - pengering vakum; 14 - dram penyiraman berputar.

Polimer cair yang terhasil diperah keluar melalui acuan berlubang ke dalam

bahagian bawah lajur dalam bentuk pita pada permukaan sejuk berputar

air halus drum penyiraman 14, disejukkan dan, dengan bantuan penggelek pemandu dan penarik, dimasukkan ke dalam mesin pemotong 10 untuk mengisar Serbuk polimer yang terhasil dibasuh dengan air panas dalam mesin basuh untuk memisahkannya daripada monomer yang tinggal dan oligomer.

pengekstrak 11. Kandungan sebatian berat molekul rendah selepas dicuci adalah kurang

1.5%. Serbuk yang telah dibasuh diasingkan daripada air pada penapis 12 dan dikeringkan dalam pengering vakum

13 pada 125 – 1300 C sehingga kandungan lembapan tidak melebihi 0.2%.

Pempolimeran anionikε-caprolactam boleh dijalankan dalam larutan atau cair mo-

nombor pada suhu di bawah takat lebur polimer.

pemangkin

n(CH2)5

HN(CH2)5CO

Pempolimeran dijalankan dengan kehadiran sistem pemangkin yang terdiri daripada campuran

Talizer dan pengaktif. Logam alkali, hidroksidanya,

karbonat, sebatian lain. Teknik ini menggunakan terutamanya garam natrium ε - capro-

laktam, terbentuk apabila natrium bertindak balas dengan laktam.



(CH2)5		1/2 H2
(CH2)5		1/2 H2
	N-Na+
	N-Na+

Garam ini mudah bertindak balas dengan laktam untuk membentuk terbitan N-asil, yang
bersambung ke laktam, menimbulkan rantai poliamida dan kekal di hujungnya sehingga lengkap
penggunaan monomer.

	(CH2)5		(CH2)5	(CH2)5
		N-Na+
					N-CO-(CH2)5 - NH
Pengaktif (kokatalis) membantu mempercepatkan tindak balas. Dalam kapasiti mereka
Terbitan N-asil laktam atau sebatian yang mampu mengasilasi lak-
di sana di bawah keadaan pempolimeran (asid karboksilik anhidrida, ester, isosianat, dll.). Di bawah
di bawah pengaruh sistem sedemikian, pempolimeran ε-kaprolaktam berlaku tanpa tempoh induksi
pada tekanan atmosfera dan berakhir pada 140 –
1800 C selama 1 – 1.5 jam dengan penukaran monomer 97 – 99%.					Kaprolaktam
Keadaan "lembut" sedemikian dan pempolimeran pantas

membenarkan ia dijalankan bukan dalam reaktor, tetapi dalam bentuk,
mempunyai konfigurasi dan dimensi produk masa hadapan.
Satu lagi kelebihan pempolimeran anionik ialah
kemungkinan mendapatkan poliamida dengan pengedaran seragam						kaprolaktam

struktur spherulite berpintal, tanpa cengkerang pengecutan

wain, liang, retak dan kecacatan lain.
Kaedah pempolimeran anionik ε-kaprolaktam dalam
cair dengan kehadiran garam natrium ε-caprolactam


dan pengaktif dipanggil "polimer berkelajuan tinggi-
kation”, dan polimer yang terhasil dipanggil ka-						Dalam kabinet pemanas
tertumpah atau kaprolon B. Ia juga digunakan untuk						pengeluaran kaprolit:
				1 - pam dos; 2 - reaktor disediakan
tajuk "blok poliamida" Tugasan sendiri				pembakaran garam natrium kaprolaktam; 3 -
				penapis; 4 - cair; 5 - pengadun kapro
nama poli-ε- yang diperolehi dengan kaedah ini				laktam dengan N-acetylcaprolactam; 6 - sehingga
				pam saiz; 7 - pengadun; 8 - bentuk
kaproamida, dijelaskan oleh fakta bahawa kaprolon B, mempunyai struktur kimia yang sama seperti poli-
amide 6 mempunyai sifat yang ketara berbeza. Ia mempamerkan (Jadual 5) kekuatan yang lebih tinggi
kekuatan, kekerasan, rintangan haba, mempunyai penyerapan air yang kurang, dsb.						Ini dijelaskan oleh
	berat molekul kaprolit sedikit lebih tinggi, kedua, lebih teratur
struktur baru. Pengeluaran kaprolon B termasuk (Rajah 4)					peringkat penyediaan bahan mentah, pencampuran
tion komponen dan pempolimeran.			Pada peringkat penyediaan bahan mentah, kaprolaktam cair dan
dikeringkan dengan sempurna di bawah tekanan negatif dalam atmosfera nitrogen dalam bekas-
jenis baru dengan pengacau 4.		Separuh daripada cair ini, selepas penapisan, dicampur dalam a
	dengan jumlah logam natrium yang dikira untuk penyediaan garam natrium
ε-caprolactam, dan separuh lagi dicampur dalam radas 5 dengan kokatalis (N - ace-

tilcaprolactam). Kedua-dua cair (larutan) dengan suhu 135 - 140 0 C didos oleh pam -

mi 1 dan 6 dalam perkadaran yang diperlukan ke dalam pengadun berkelajuan tinggi 7, dari mana campuran memasuki acuan menuang, kapasiti yang boleh mencapai 0.4 - 0.6 m3. Borang yang telah diisi dipasang selama 1.0 - 1.5 jam dalam ketuhar untuk pempolimeran pada peningkatan beransur-ansur

suhu dari 140 hingga 1800 C. Kemudian acuan dengan polimer disejukkan perlahan-lahan ke bilik

suhu dan tuangan polimer diekstrak daripadanya. Dalam mencuci dari monomer adalah perlu -

Tidak ada kebenaran di sini, kerana kandungannya tidak melebihi 1.5 - 2.5%.

Pempolimeran berkelajuan tinggi ε-caprolactam digunakan untuk menghasilkan produk siap bersaiz besar dan berdinding tebal atau tidak standard, serta tuangan, produk yang disediakan oleh pemprosesan mekanikal.

4.4.1.2. Poliamida 12

Poliamida 12 (poly-ω-dodecanamide atau nilon 12) dihasilkan secara industri menggunakan kaedah

pempolimeran hidrolitik dan anionik ω-dodecalactam.

NH2O

Pempolimeran hidrolitik dijalankan dengan kehadiran air dan asid (adipik,

orto-fosforus). Teknologi untuk menghasilkan nilon 12 melalui kaedah ini adalah serupa dengan teknologi untuk mensintesis poliamida 6. Sifat poliamida 12 ditunjukkan dalam Jadual 5.

Pempolimeran anionik ω-dodecalactam juga serupa dengan ε-caprolactam.

Pada suhu yang lebih rendah, polimer terbentuk dengan berat molekul yang lebih tinggi, struktur sferulitik yang lebih seragam dan, sebagai akibatnya, dengan peningkatan sifat fizikal.

sifat mekanikal.

4.4.2. Dengan polikondensasi heksamethylenediamine dan asid dikarboksilik, poliamida daripada asid dikarboksilik dan diamina atau daripada asid amino diperoleh dengan kaedah

polikondensasi keseimbangan. Untuk mensintesis polimer dengan berat molekul yang tinggi, adalah perlu untuk

kita mesti memenuhi beberapa syarat utama. Salah satunya adalah disebabkan oleh keterbalikan tindak balas polikondensasi. Oleh kerana itu, pembentukan polimer berat molekul yang agak tinggi adalah mungkin.

adalah mungkin hanya dengan penyingkiran air yang tepat pada masanya dan lengkap, yang dicapai dengan menjalankan

proses dalam vakum atau dengan aliran berterusan gas lengai kering melalui jisim tindak balas.

Di samping itu, perlu diambil kira bahawa apabila tindak balas berlangsung, kepekatan bahan tindak balas dan kadar proses berkurangan. Teknik biasa untuk meningkatkan kadar tindak balas adalah dengan meningkatkan suhu. Walau bagaimanapun, melebihi 3000 C, poliamida mula merosot dengan ketara.

keluar. Oleh itu, untuk mencapai penukaran yang mencukupi adalah perlu untuk meningkatkan tempoh

kadar sentuhan reagen. Oleh itu, berat molekul poliamida yang terhasil boleh dikawal semasa pembentukannya mengikut tempoh proses.

Selain faktor suhu dan masa untuk mendapatkan berat molekul yang tinggi

Liamida memerlukan memastikan equimolecularity ketat reagen. Lebihan salah satu daripada mereka, walaupun dalam 1%, membawa kepada pembentukan rantai polimer, di mana hujungnya akan ada.

kumpulan berfungsi yang sama bagi lebihan reagen. Sekiranya terdapat lebihan diamina, kumpulan akhir akan menjadi kumpulan NH2, dan jika terdapat lebihan asid, kumpulan akhir akan menjadi kumpulan COOH. Ini akan menghentikan tindak balas penyebaran rantai. Equimolecularity dicapai dengan menggunakan

pemeluwapan bukan asid dan diamina sendiri, tetapi garam asidnya. Penyediaan garam tersebut adalah

adalah peringkat bebas dalam proses sintesis poliamida oleh polikondensasi. terpakai

Penyelesaian untuk polikondensasi garam mempunyai beberapa kelebihan lain: garam tidak toksik, mudah berhablur.

lisis, boleh dikatakan tidak berubah, tidak seperti diamine, sifat semasa penyimpanan jangka panjang -

nii, tidak memerlukan syarat penyimpanan khas.

Memastikan equimolecularity reagen harus secara teorinya membawa kepada

pembentukan polimer dengan berat molekul yang tidak terhingga besar. Walau bagaimanapun, dalam amalan perindustrian, disebabkan kehilangan beberapa reagen yang tidak dapat dielakkan dan berlakunya tindak balas sampingan, di mana

Walaupun kumpulan berfungsi boleh masuk, berat molekul polimer berkisar antara 10,000 hingga 50,000.

4.4.2.1. Poliamida 6.6

Poliamida 6,6 (polyhexamethylene adipamide, P-66, nilon 6,6, anida) dibentuk oleh poli-

pemeluwapan heksamethylenediamine dan asid adipik.

HN(CH) NHCO(CH) CO

NH2O

.... .... ..........

... .

. . ... .. . ... .. .... ..

panas... .. .. ...... ..... . .... .............

. .. ................................ .

..... ..

...... .

..... ....

sejuk

Poliamida

Rajah.5. Skim untuk penghasilan polyhexamethylenediadiamide (poliamida 6.6):

1 - emparan; 2 - radas untuk memisahkan garam daripada larutan; 3 - alat pengeluaran garam; 4 - reaktor autoklaf; 5 - peti sejuk; 6 - pengumpul kondensat; 7 - mesin pemotong; 8 - pengering; 9 - mandian penyejuk

Peringkat pertama proses ialah sintesis garam asid adipik dan hexamethylenediamine

pada (garam AG). Larutan garam dibentuk dalam radas 3 yang dipanaskan dengan mencampurkan 20% me-

larutan tanol asid adipik dengan larutan 50–60% heksamethylenediamine dalam metanol. Dalam radas 2, apabila jisim disejukkan, garam AG, yang kurang larut dalam metanol, dibebaskan daripada larutan. Hablurnya diasingkan daripada minuman keras ibu dalam emparan 1, dikeringkan dan digunakan.

digunakan untuk polikondensasi. Garam ialah serbuk kristal putih dengan takat lebur = 190 – 1910 C,

Mudah larut dalam air, stabil apabila disimpan dalam keadaan kering dan dalam bentuk larutan akueus.

Proses sintesis poliamida 6,6 daripada garam AG tidak jauh berbeza dengan proses pempolimeran

kandungan ε-caprolactam. Ciri yang paling ketara ialah peningkatan suhu polikon-

ketumpatan. Kadar tindak balas optimum dicapai pada 270 – 2800 C. Dalam kes ini, tindak balas berjalan hampir selesai dan, apabila mencapai keseimbangan, polimer terbentuk yang mengandungi kurang daripada 1% monomer dan sebatian berat molekul rendah. Pengagihan berat molekul agak sempit. Sebab kekurangan polidispersi yang ketara adalah hasil sampingan

proses struktur yang berlaku di bawah pengaruh suhu dan pecahan berat molekul rendah. Pertama sekali, pecahan molekul tinggi tertakluk kepada kemusnahan. Untuk bo-

Untuk mengehadkan kehadirannya secara aktif dalam polimer komersial, tambah -

Terdapat sebatian monofungsi yang mampu bertindak balas dengan kumpulan terminal poliamida

ya. Seperti dalam sintesis poliamida 6, sebatian penstabil tersebut (pengawal selia kelikatan)

tulang) boleh menjadi asetik, asid benzoik. Sebatian ini bukan sahaja mengehadkan molekul

jisim polimer semasa pembentukannya, tetapi juga menyumbang kepada ketekalan kelikatan pemisahan.

mencairkan polimer semasa pemprosesannya, i.e. apabila pencairan semula, yang boleh menyebabkan polikondensasi berterusan.

Polikondensasi dijalankan dalam autoklaf di bawah tekanan 1.5 - 1.9 MPa dalam suasana nitrogen.

Autoklaf 4 dimuatkan dengan garam AG, penambahan asid asetik (0.1 - 0.2 mol setiap mol garam) dan

radas dipanaskan melalui jaket dengan dinil hingga 2200 C. Kemudian, selama 1.5 - 2 jam, suhu

suhu secara beransur-ansur meningkat kepada 270 - 2800 C. Kemudian tekanan menurun kepada tekanan atmosfera dan selepas pendedahan singkat meningkat semula. Perubahan tekanan sedemikian berulang

berlaku beberapa kali. Apabila tekanan berkurangan, air yang terbentuk semasa polikondensasi mendidih

pateri dan wapnya juga mencampurkan cair polimer. Wap air yang meninggalkan autoklaf dipeluwap dalam peti sejuk 5, dikumpulkan dalam koleksi 6 dan dilepaskan ke dalam sistem penulenan.

efluen kumbahan. Pada akhir proses (6 - 8 jam), air yang tinggal dikeluarkan di bawah vakum,

dan poliamida cair daripada radas melalui acuan diekstrusi dalam bentuk pita ke dalam tab 9 dengan pro-

4.4.2.2. Poliamida 6.8 dan 6.10

Poliamida ini diperoleh melalui polikondensasi heksamethylenediamine dan ki-

slot (suberin dan sebacine) menggunakan teknologi yang serupa dengan teknologi pengeluaran

Liamida 6.6.

Asid dan diamina bertindak balas dalam bentuk garamnya.

Daripada poliamida ini, hanya poliamida 610 yang menarik minat praktikal setakat ini;

kerana penghasilan asid suberik dihadkan oleh kerumitannya.

Sifat poliamida 6.8 dan 6.10 diberikan dalam Jadual 5.

Poliamida campuran dihasilkan dengan cara yang sama apabila pelbagai komponen dimasukkan ke dalam polikondensasi, contohnya, garam AG dan kaprolaktam, garam AG, SG dan kaprolaktam.

4.4.3. Polikondensasi diamina dan asid dikarboksilik klorida

Kaedah ini tidak digunakan secara meluas dalam industri untuk poliamida alifatik kerana peningkatan kos asid karboksilik klorida. Namun begitu,

ia adalah satu-satunya untuk sintesis kebanyakan poliamida aromatik, khususnya fenilon dan Kevlar.

4.5. Sifat dan penggunaan poliamida alifatik Poliamida alifatik ialah produk pepejal seperti tanduk daripada putih kepada kre-

berwarna terang, lebur dalam julat suhu yang sempit (Jadual 5). Selang sempit

perubahan takat lebur menunjukkan polidispersi rendah dan kepekatan tinggi

trations dalam polimer fasa kristal. Kandungannya boleh mencapai 60 – 80% dan bergantung

ayakan pada struktur makromolekul. Sebatian alifatik biasa mempunyai kehabluran tertinggi.

homopoliamida kimia, ciri khasnya ialah kandungannya dalam makro-

molekul radikal hanya satu asid dan satu diamina. Ini adalah, sebagai contoh, poliamida 6,

poliamida 6.6, poliamida 6.10. Tahap kehabluran bahan dalam produk dipengaruhi oleh keadaan

Melalui pemprosesannya, mod rawatan haba, kandungan lembapan dan bahan tambahan khas. Ste-

Kehabluran poliamida campuran (diperolehi daripada dua atau lebih monomer) adalah lebih kecil. Mereka kurang tahan lama, tetapi telah meningkatkan keanjalan dan telus.

Suhu lebur poliamida yang tinggi dijelaskan oleh ikatan hidrogen yang kuat antara makromolekul. Bilangan ikatan ini secara langsung bergantung kepada bilangan kumpulan amida dalam makromolekul dan, oleh itu, berkait songsang dengan bilangan kumpulan metilena. Ikatan hidrogen menentukan sebahagian besar semua sifat lain. daripada-

di sini: nisbah kumpulan metilena dan amida mempengaruhi kedua-dua keterlarutan dan rintangan air

tulang, dan fizikal-mekanikal, dan penunjuk lain.

5.3. POLIKONDENSASI

Polikondensasi adalah tindak balas pembentukan makromolekul apabila monomer bergabung antara satu sama lain, disertai dengan penyingkiran bahan mudah - air, alkohol, ammonia, hidrogen klorida, dll. Semasa polikondensasi, satu siri tindak balas bimolekul yang tidak berkaitan secara kinetik berlaku. Ciri-ciri tindak balas polikondensasi:

1) komposisi unsur unit polimer berbeza daripada komposisi monomer asal;
2) unit monomer dalam molekul polimer disambungkan antara satu sama lain dengan ikatan kovalen atau semipolar;
3) akibat tindak balas, rantai polimer pelbagai panjang terbentuk, i.e. produk adalah polydisperse;
4) polikondensasi adalah proses berperingkat.

Jadual 5.4. Jenis sebatian yang terbentuk semasa polikondensasi, bergantung pada sifat kumpulan berfungsi

Kumpulan berfungsi pertama	Kumpulan berfungsi kedua (b)	Bahan permulaan	Jenis sebatian yang terbentuk
-H	H-	Hidrokarbon	Polihidrokarbon
-H	Cl-	Terbitan halogen	sama
-Br	Br-	Terbitan Dihalogen	"
-DIA	TAPI-	Alkohol polihidrat	Poliester
-OH	HOOC-	Asid hidroksi	Poliester
-OH	ROOC-	Ester asid hidroksi	sama
-NH 2	NOOS-	Asid amino	Poliamida
-NH 2	ROOC-	Ester asid amino	sama
-NH 2	СlОC-	Asid amino klorida	"

Kedua-dua molekul homogen dan tidak serupa boleh mengambil bahagian dalam proses polikondensasi. Secara umum, tindak balas ini digambarkan oleh rajah berikut:

X a-A-b → a-(A) X-b + ( X- 1)ab;
X a-a-a + x b-B-b → a-(A-B)-b + 2( X- 1)ab,

di mana a dan b ialah kumpulan berfungsi.

Sifat produk yang terbentuk semasa polikondensasi ditentukan oleh kefungsian monomer, i.e. bilangan kumpulan berfungsi reaktif. Tindak balas polikondensasi boleh digunakan untuk mensintesis pelbagai kelas kedua-dua rantai karbon dan polimer heterochain.

Semasa polikondensasi sebatian dwifungsi, polimer linear terbentuk (Jadual 5.4). Jika fungsi monomer lebih besar daripada dua, maka polimer bercabang dan tiga dimensi terbentuk. Bilangan kumpulan berfungsi dalam makromolekul bertambah apabila tindak balas semakin mendalam. Untuk sintesis polimer pembentuk gentian, sebatian dwifungsi adalah yang paling diminati.

Bergantung kepada sifat kumpulan berfungsi dan struktur polimer yang terhasil, pelbagai kelas tindak balas kimia boleh diwakili dalam tindak balas polikondensasi: poliesterifikasi, polianhidridisasi, poliamida, dsb. Dalam jadual 5.5 memberikan contoh pelbagai jenis sebatian yang terbentuk semasa polikondensasi.

Interaksi kumpulan berfungsi monomer boleh membawa kepada pembentukan polimer atau produk molekul rendah struktur kitaran. Sebagai contoh, γ-aminobutyric

Jadual 5.5. Kumpulan berfungsi dan jenis sebatian yang terbentuk semasa polikondensasi

Jadual 5.5. (sambungan)

Jadual 5.5. (akhir)

asid tidak mampu polikondensasi kerana pembentukan kitaran lima anggota yang stabil - laktam:

Walau bagaimanapun, asid ζ-aminoenanthic membentuk polimer linear akibat daripada dehidrasi:

Meningkatkan jarak antara kumpulan berfungsi meningkatkan kemungkinan pembentukan makromolekul. Kitaran sebagai arah utama tindak balas hanya berlaku dalam kes apabila kitaran lima dan enam anggota tegangan rendah harus dibentuk.

soalan. Glycine (asid aminoacetic) tidak berupaya untuk pemeluwapan dalam keadaan normal. Terangkan kemungkinan punca fenomena ini.

Jawab. Apabila dua molekul glisin berinteraksi, cincin ditipiperazine enam anggota santai diperoleh mengikut skema

Dalam kes ini, di bawah keadaan sintesis biasa, polimer tidak terbentuk.

Bergantung kepada struktur bahan permulaan dan kaedah menjalankan tindak balas, dua varian proses polikondensasi adalah mungkin: polikondensasi keseimbangan dan bukan keseimbangan.

Polikondensasi keseimbangan ialah proses sintesis polimer yang dicirikan oleh pemalar kadar rendah dan sifat transformasi yang boleh diterbalikkan. Polikondensasi adalah proses berbilang peringkat, setiap peringkat adalah tindak balas asas interaksi kumpulan berfungsi. Sebagai postulat, diterima umum bahawa kereaktifan kumpulan berfungsi terminal tidak berubah dengan pertumbuhan rantai polimer. Proses polikondensasi keseimbangan ialah sistem pertukaran, sintesis dan tindak balas pemusnahan yang kompleks, yang dipanggil keseimbangan polikondensasi. Secara umum, tindak balas polikondensasi boleh diwakili sebagai tindak balas kumpulan berfungsi, contohnya:

~COOH + HO~ ~COO~ + H 2 O.

Oleh itu, pemalar keseimbangan dinyatakan seperti berikut:

K n p =

Maknanya KEPADA n p adalah malar pada semua peringkat polikondensasi, i.e. tidak bergantung pada tahap pempolimeran. Oleh itu, untuk sintesis polietilena tereftalat pada 280°C KEPADA n p = 4.9, dan polyhexamethylene adipamide pada 260°C KEPADA n p = 305.

Faktor-faktor yang mempengaruhi berat molekul dan polidispersi polimer polikondensasi. Kadar keseluruhan proses polikondensasi boleh dianggarkan dengan menentukan bilangan kumpulan berfungsi dalam sampel yang diambil daripada campuran tindak balas pada pelbagai selang masa. Hasilnya dinyatakan dengan tahap penyiapan tindak balas X m, yang ditakrifkan sebagai bahagian kumpulan berfungsi yang telah bertindak balas pada masa pensampelan.

Jika N 0 ialah bilangan awal kumpulan berfungsi satu jenis, a Nt- bilangan kumpulan yang tidak bertindak balas pada masa pensampelan t, Itu

Tugasan. Kira tahap kesempurnaan tindak balas polikondensasi asid 8-aminocaproic jika kandungan awal kumpulan karboksil adalah N 0 = 8.5 10 -3 eq/g, dan akhir - Nt= 2.4 · 10 -4 persamaan/g.

Penyelesaian. Skema tindak balas adalah seperti berikut:

Menggunakan formula (5.56) kita dapati bahawa X m = 0.971.

Untuk mendapatkan polimer dengan berat molekul maksimum, monomer diambil dalam kuantiti yang sama. Setiap kumpulan berfungsi bagi satu bahan permulaan boleh bertindak balas dengan kumpulan berfungsi bahan permulaan yang lain semasa polikondensasi.

Walau bagaimanapun, tindak balas sintesis poliamida atau poliester biasanya dimangkinkan oleh H +. Proses protonasi kumpulan karboksil yang bertindak balas boleh dijalankan kerana kumpulan NOOC- kedua. Oleh itu, kadar tindak balas antara diamina dan diasid atau diol dan diasid boleh diterangkan masing-masing sebagai

-dC/dt = Kn;
-dC/dt = Kn[COOH][COOH][OH].

Dengan mengandaikan kesetaraan kumpulan berfungsi bertindak balas dan mengambil kira bahawa = [OH] = [HOOC] = DENGAN, kita ada

di mana DENGAN- kepekatan kumpulan berfungsi; K p- pemalar kadar tindak balas.

Selepas integrasi di t= 0 dan DENGAN = DENGAN 0 kita ada

Tugasan. Hitung pemalar kadar bagi tindak balas polikondensasi asid sebasik ( M 0 = 202) dan 2,5-toluenediamine ( M 0 = 122) jika selepas 40 minit tindak balas pada 260°C kepekatan kumpulan karboksil adalah Nt= 1.7 · 10 -4 persamaan/g.

Penyelesaian. Skema tindak balas adalah seperti berikut:

n HOOS(CH 2) 6 COOH + n H 2 NC 6 H 3 (CH 3)NH 2 HO n H+2( n- 1)H 2 O.

Kami mengira kepekatan awal kumpulan karboksil dalam campuran awal, dengan mengambil kira bahawa 2 mol monomer mengambil bahagian dalam tindak balas:

DENGAN 0 = 2/(202 + 122) = 0.61 · 10 -3 persamaan/g.

Menggunakan formula (5.58), kami menentukan pemalar kadar tindak balas:

Memandangkan tiada isipadu sistem yang ketara dikeluarkan apabila air dialihkan [iaitu. kita boleh andaikan itu Dengan t = C 0 (1 - X m)], kami ada

Tugasan. Tentukan pemalar kadar bagi tindak balas polikondensasi asid adipik dan etilena glikol K p dan ketahui sama ada ia berubah dengan bertambahnya saiz molekul bahan bertindak balas, jika bahan diambil secara bersamaan

nasi. 5.7. Ketagihan (1 - X m) -2 daripada tempoh polikondensasi t

kuantiti dan nilai tahap penyiapan tindak balas berikut diperoleh pada selang masa tertentu:

t, min	20	40	60	120	180
X m	0,90	0,95	0,96	0,98	0,99

Penyelesaian. Mengikut persamaan (5.59), jika K p tidak berubah dengan perubahan dalam saiz molekul yang bertindak balas, maka pergantungan 1/(1 - X m) 2 = f(t) mestilah linear. Kami membina graf pergantungan (Rajah 5.7), setelah mengira nilai sebelumnya 1/(1 - X m) 2:

100; 400; 625; 2500; 1000.

Kebergantungan linear (lihat Rajah 5.7) diperhatikan hanya pada tahap penyelesaian tindak balas yang rendah. Skema tindak balas adalah seperti berikut:

Menggunakan persamaan (5.59) kita mengira K p Untuk t= 40 min:

= 5.4 · 10 4 .

Jumlah kadar proses polikondensasi boleh diterangkan oleh persamaan

di mana K p- pemalar kadar tindak balas polikondensasi; X m ialah bahagian kumpulan berfungsi monomer yang bertindak balas pada masa itu t; a- jumlah produk berat molekul rendah yang terbentuk dari semasa ke semasa t; KEPADA n p ialah pemalar keseimbangan polikondensasi.

Agar tindak balas polikondensasi diarahkan ke arah pembentukan polimer, jumlah produk berat molekul rendah yang terdapat dalam campuran tindak balas mestilah kurang.

Tugasan. Tentukan pemalar keseimbangan polikondensasi "polikondensasi - hidrolisis" jika semasa polikondensasi benzidin dan asid suberik dalam 30 minit, perkadaran kumpulan karboksil yang masuk ke dalam tindak balas ialah 0.84; kandungan air dalam sistem ialah 0.1 · 10 -3 mol/g; K n = 400; V= 1.3 · 10 -2 mol/(g · min).

Penyelesaian. Skema tindak balas adalah seperti berikut:

n H 2 N(C 6 H 4) 2 NH 2 + n HOOC(CH 2) 6 COOH H n OH+ n H2O.

K n p =

= 3.3 · 10 -3 .

Tahap purata pempolimeran produk polikondensasi bergantung pada kandungan produk tindak balas berat molekul rendah, berubah mengikut persamaan keseimbangan polikondensasi, serupa dengan (6.49). Tetapi

di mana p a- pecahan mol produk berat molekul rendah yang dibebaskan semasa polikondensasi.

Tugasan. Tentukan jumlah baki maksimum etilena glikol dg yang dibenarkan dalam % (berat) semasa tindak balas polikondensasi dietilena glikol tereftalat dalam proses menghasilkan polimer dengan berat molekul 20000, jika KEPADA n p = 4.9.

Penyelesaian. Skema tindak balas adalah seperti berikut:

R p = 20000/192 = 104.

Menggunakan formula (5.61) kita dapati n a:

p a = KEPADA n p/ R 2 = 4.9/104 2 = 4.5 10 -4 mol/mol,

X= 4.5 · 10 -4 · 62 · 100/192 = 0.008% (berat).

Tugasan. Kirakan purata nombor dan berat molekul purata berat polimer yang diperoleh daripada polikondensasi 4-amino-2-chloroethylbenzene jika tahap penyempurnaan tindak balas ialah 99.35%. Menilai polidispersi hasil tindak balas.

Penyelesaian. Ia adalah mudah untuk menunjukkannya

di mana X m ialah tahap penyiapan tindak balas; M 0 - berat molekul unit monomer.

Skema tindak balas adalah seperti berikut:

Mengikut persamaan (1.70)

U = M w/M n - 1 = 1,0.

Jika N 0 ialah bilangan awal kumpulan berfungsi satu jenis, maka tahap penyiapan tindak balas polikondensasi boleh dinyatakan seperti berikut:

Penyelesaian. Skim tindak balas polikondensasi adalah seperti berikut:

Kami dapati X m mengikut persamaan (5.64):

X m = 0.0054 · 436 · 30/(2 + 0.0054 · 436 · 30) = 0.971.

Untuk mengira komposisi pecahan produk polikondensasi sebatian dwifungsi linear, seseorang boleh menggunakan persamaan Flory sebagai anggaran pertama

di mana Wp- pecahan jisim pecahan polimer dengan tahap pempolimeran P n.

Dalam Rajah. Rajah 5.8 menunjukkan lengkung MWD pembezaan yang mencirikan kepolidispersan produk polikondensasi pada pelbagai darjah penyiapan tindak balas X m. Adalah jelas bahawa apabila tahap penukaran polimer asal meningkat, tahap polidispersi meningkat.

Walau bagaimanapun, akibat tindak balas yang menyumbang kepada penubuhan keseimbangan polikondensasi, dalam banyak kes MWD, walaupun pada tahap penukaran yang tinggi, dicirikan oleh nilai yang agak kecil. U(U

Rajah 5.8. Lengkung MMD pembezaan dikira menggunakan persamaan Flory (5.60) untuk pelbagai darjah penyiapan X m tindak balas polikondensasi (nombor pada lengkung)

Penyelesaian. Skema tindak balas untuk sintesis polimer ini adalah seperti berikut:

Menggunakan persamaan (5.65) kita mengira Wp:

A) Wp= 40 · 0.9 40-1 (1 - 0.9) 2 = 0.065;
b) Wp= 40 · 0.99 40-1 (1 - 0.99) 2 = 0.0034.

Oleh itu, apabila tindak balas semakin mendalam, kandungan pecahan dengan berat molekul 9000 berkurangan.

Apabila kandungan satu jenis kumpulan berfungsi dalam campuran tindak balas bertambah, berat molekul polimer berkurangan (Rajah 5.9).

Pengaruh lebihan satu jenis kumpulan berfungsi dalam medium tindak balas boleh dinilai menggunakan peraturan bukan kesetaraan Korshak. Mengikut peraturan ini,

di mana n' ialah bilangan tahi lalat sebatian dwifungsi; T' ialah bilangan mol sebatian monofungsi.

Proses polikondensasi boleh dilakukan dalam leburan (jika monomer dan polimer cukup stabil pada suhu lebur polimer), dalam larutan, dalam fasa pepejal, serta pada antara muka antara dua fasa (cecair tidak larut, cecair - pepejal, dll.). Di bawah keadaan vakum tinggi, memastikan penyingkiran produk tindak balas berat molekul rendah, pada suhu di bawah atau di atas T pl anda boleh menjalankan tindak balas pra-polikondensasi (masing-masing dalam fasa pepejal atau cecair).

Contoh penyelesaian masalah

Terdapat dua kaedah utama untuk mendapatkan sebatian berat molekul tinggi: pempolimeran Dan polikondensasi

Pempolimeran– tindak balas penyatuan molekul monomer, berlaku akibat pemecahan berbilang ikatan.

Pempolimeran boleh diwakili dengan gambar rajah umum:

di mana R ialah substituen, contohnya, R = H, – CH 3, Cl, C 6 H 5, dsb.

n – tahap pempolimeran.

Pempolimeran alkadiena dengan ikatan rangkap berganda terkonjugasi (1,3 alkadiena) berlaku disebabkan oleh pembukaan ikatan rangkap dua pada kedudukan 1,4 atau 1,2, contohnya:

Polimer (getah) yang paling berharga diperolehi melalui pempolimeran stereoregular pada kedudukan 1,4 dengan kehadiran pemangkin Ziegler-Natta:

Untuk meningkatkan sifat getah, pempolimeran 1,3-butadiena dan isoprena dijalankan bersama-sama dengan stirena, akrilonitril, dan isobutilena. Tindak balas sedemikian dipanggil kopolimerisasi. Sebagai contoh,

di mana R = – (butadiena – getah stirena),

R = -C º N (butadiena – getah nitril).

Polikondensasi ialah tindak balas pembentukan makromolekul daripada sebatian di atau polifungsi, disertai dengan penyingkiran produk berat molekul rendah (air, ammonia, hidrogen klorida, dll.).

Polikondensasi di mana hanya satu monomer yang terlibat dipanggil homopolikondensasi. Sebagai contoh,

nHO – (CH 2) 6 – COOH (n-1)H 2 O + H – [–O – (CH 2) 6 – CO –]n – OH

Polimer 7-hidroksiheptana

asid (monomer)

Hasil daripada homopolikondensasi asid 6-aminoheksanoik

(asid e-aminocaproic) kapron polimer diperolehi.

Polikondensasi yang melibatkan dua monomer yang mengandungi kumpulan berfungsi berbeza dipanggil heteropolikondensasi. Contohnya, polikondensasi antara asid dibasic dan alkohol dihidrik membawa kepada penghasilan poliester:

nHOOC – R – COOH + nHO – R¢– OH [– OC – R – COOR¢– O –]n + (2n-1) H 2 O

Hasil daripada heteropolikondensasi asid adipik dan heksamethylenediamine, poliamida (nilon) diperolehi

Contoh 1.

Berapakah unit struktur (n) yang termasuk dalam makromolekul polivinil klorida dengan berat molekul 350,000?

Mm polimer = 350000

Tentukan bilangan pautan struktur – (n).

1. Skema tindak balas:

2. Cari jisim molekul bagi unit asas

penambahan jisim atom unsur yang termasuk dalam komposisinya - 62.5.

3. Cari (n). Bahagikan berat molekul unit asas: 3500: 62.5 = 5600

Jawapan: n = 5600

Contoh 2.

Tulis skema untuk pembentukan dimer dan trimer isobutilena di bawah tindakan asid sulfurik, dengan mengambil kira mekanisme tindak balas ini (pempolimeran kationik).

Proses pempolimeran sedemikian diperhatikan buat kali pertama oleh A.M. Butlerov di bawah tindakan asid sulfurik pada isobutilena.

Penamatan rantai dalam kes ini berlaku akibat daripada pengabstrakan proton (H +).

Tindak balas berlaku dengan kehadiran air, yang menangkap proton, membentuk kation hidronium

Tugasan ujian

191. Apakah polimer yang dipanggil termoplastik, termoset?

192. Tulis persamaan untuk tindak balas kopolimerisasi stirena

C6H5–CH=CH2 dan butadiena CH2=CH–CH=CH2. Apakah sifat yang ada pada produk kopolimerisasi dan di mana ia digunakan?

193. Tuliskan persamaan untuk tindak balas pempolimeran propilena

СH2=СH–CH3 dan isobutilena H2C=C–CH3.

194. Tuliskan persamaan bagi tindak balas polikondensasi asid adipik HOOC(СH2)4COOH dan heksamethylenediamine NH2(СH2)6NH2. Apakah produk yang terbentuk, apakah sifat yang ada padanya dan di mana ia digunakan?

195. Apakah hidrokarbon yang dipanggil hidrokarbon diena? Beri contoh. Apakah formula am yang menyatakan komposisi hidrokarbon diena? Lukiskan skema untuk pempolimeran salah satu hidrokarbon diena.

196. Apakah sebatian yang dipanggil amina? Lukiskan skema untuk pemeluwapan poli asid adipik dan heksamethylenediamine. Apakah nama polimer yang terbentuk hasil daripada tindak balas ini?

197. Kira berat molekul polivinil klorida jika darjah pempolimeran ialah 200. Tuliskan persamaan bagi tindak balas pempolimeran vinil klorida.

198. Apakah sebatian yang dipanggil asid amino? Tulis formula untuk asid amino termudah. Lukiskan skema untuk polikondensasi asid aminokaproik. Apakah nama polimer yang terbentuk hasil daripada tindak balas ini?

199. Tuliskan persamaan tindak balas bagi penghasilan nilon daripada asid aminocaproic NH2(CH2)5COOH dan nilon daripada asid adipik COOH(CH2)4COOH dan heksamethylenediamine NH2(CH2)6NH2.

200. Apakah nama hidrokarbon yang merupakan wakil isoprena? Buat skema untuk kopolimerisasi isoprena dan isobutilena.

HOOC–CH 2 –NH 2 + HOOC–CH–NH 2 HOOC–CH 2 –NH–CO–CH–NH 2

CH 3 –H 2 O CH 3

ikatan peptida glycine alanin glycylalanine

(gli-ala)

Di-, tri-, ....polipeptida dinamakan dengan nama asid amino yang membentuk polipeptida, yang kesemuanya termasuk asid amino sebagai radikal berakhir dengan - kelodak, dan asid amino terakhir berbunyi tidak berubah dalam nama.

Dengan polikondensasi ε - asid aminocaproic atau pempolimeran kaprolaktam (laktam ε - asid kaproik) resin diperoleh nilon:

N CH 2 CH 2 [– NH – (CH 2) 5 – CO – NH – (CH 2) 5 – CO –] m

kaprolaktam polycaprolactam (kapron)

Resin ini digunakan dalam penghasilan gentian nilon sintetik.

Satu lagi contoh gentian sintetik ialah enant.

Enanth ialah poliamida asid enantik. Enant diperoleh melalui polikondensasi asid 7-aminoheptanoik, yang bertindak balas sebagai garam dalaman:

N N + H 3 – (CH 2) 6 – COO – [ – NH – (CH 2) 6 – CO – ] n + n H 2 O

Enanth digunakan untuk pembuatan gentian sintetik, dalam pengeluaran bulu "tiruan", kulit, plastik, dll. Gentian Enanth dicirikan oleh kekuatan, ringan dan keanjalan yang hebat.

Ujian untuk menguji sendiri pengetahuan mengenai topik: "Asid amino"

1. Namakan sebatian menggunakan tatanama sistematik

CH 3 – CH – COOH

A) asid 2-aminopropanoik

B) a-asid aminopropionic

C) a-alanine

D) 2-asid aminopropionik

2. Namakan sebatian menggunakan tatanama sejarah

CH 3 – CH – CH – COOH

A) a–amino - b–asid metilbutirik

B) a–metil - b– asid aminobutirik

C) asid 2-amino-3-metilbutanoik

D) 2-metil – 3 – asid aminobutanoik

3. Alanine H NH 2 tergolong dalam siri

4. Hasil tindak balas ialah

CH 2 – COOH PCL 5 B

NH 2 NH 3 C

A) A: CH 2 – COONa; B: CH 2 – COCl; C: CH 2 – CONH 2

B) A: CH 2 – COONa; B: CH 2 – COCl 2; C: CH 2 – CONH 4

C) A: CH 2 – COONa; B: CH 2 – COOH; C: CH – NH 2

D) A: CH 2 – COONa; B: CH 2 – COOH; C: CH 2 – CONH 2

NH 2 N + H 3 Cl – NH 2

5. Hasil tindak balas ialah

CH 2 – COOH CH3Br B

NH 2 CH3COCl C

HNO2 D

A) A: CH 2 – COOH; B: CH 2 – COOH; C: CH 2 – COOH; D: CH 2 - COOH

N + H 3 Cl – NHCH 3 NH – COCH 3 OH

B) A: CH 2 – COOCl; B: CH 2 – COOCH 3; C: CH 2 – COOH; D: CH 2 - COOH

NH 2 NH 2 NH-COCH 3 ; OH

C) A: CH 2 – COCl 2; B: CH 2 – COOH; C: CH 2 – COOH; D: CH 2 - COOH

NH 2 NH-CH 3 NH – COCH 3 NH-N = O

D) A: CH 2 – COCl 2; B: CH 2 – COBr; C: CH 2 – COOH; D: CH 2 - COOH

NH 2 NH 2 NH – COCH 3 OH

6. a-Asid amino terbentuk apabila dipanaskan

A) laktam

B) ketopiperazin

C) lakton

D) laktida

7. b-asid amino terbentuk apabila dipanaskan

A) asid tak tepu

B) ketopiperazin

C) laktam

D) lakton

8. asid g-amino terbentuk apabila dipanaskan

A) laktam

B) asid tak tepu

C) laktida

D) lakton

9. Polikondensasi asid amino menghasilkan

A) peptida

C) piperazine

D) poliena

10. Ikatan peptida dalam molekul protein ialah

11. Polikondensasi berbeza daripada pempolimeran:

A) Tiada pembentukan produk sampingan berat molekul rendah

B) Pembentukan hasil sampingan berat molekul rendah

C) Pengoksidaan

D) Penguraian

12. Tindak balas kualitatif kepada asid a-amino ialah tindak balas c:

A) ninhidrin

B) a-naftol

13. Produk tindak balas dalam sintesis Strecker-Zelinsky dinamakan:

CH 3 HCN NH 3 2 HOH (HCl)

CH = O A B C

A) A-α-hydroxynitrile butyric acid; B- α-aminonitrile butyric acid;

D, L – alanin;

B) A-α-hydroxynitrile asid propionik; B- α-aminonitrile asid aminopropionik C-D, L – alanin;

C) A-α-hydroxynitrile asid valerik; B-α-aminonitrile asid valerik;

C-D, L – threonine;

D) A-α-hydroxynitrile asid propionik; B- α-aminonitrile asid propionik;

D, L – alanin.

14. Namakan bahan dalam rantaian penjelmaan:

COOC 2 H 5 O=N-OH [H] (CH 3 CO) 2 O C 2 H 5 ONa

CH 2 – H2O A - H2O DALAM - CH3COOH DENGAN - C2H5OH D

ester malonik

Cl-CH 2 -CH(CH 3) 2 H 2 O (HCl) t 0

–NaCl E – CH3COOH, DAN - CO2 Z

–2C2H5OH

A) Ester A-nitrosomalon; B - ester oksimalonik; Ester C-N-acetyloxymmalone; Ester D-Na-N-asetiloksimmalonik; E-isobutyl-N-asetiloksimmalonik ester; F-isobutyloxymmalone eter; Z-isoleucine;

B) Ester A-nitrosomalon; B - ester iminomalonik; C-N-acetyliminomalone ester; Ester D-Na-N-asetiliminomalonic; E-isobutyl-N-acetyliminomalone ester; F - eter aminomalonik isobutyl; Z-treonin;

C) Ester A-nitrosomalon; B - ester aminomalonik; Ester C-N-asetilaminomalone; Ester D-Na-N-asetilaminomalonik; Ester E-isobutyl-N-asetilaminomalonik; F-isobutylaminomalone eter; Z-leucine;

D) Ester A-oksimalonik; B – ester nitrosomalon; Ester C-N-asetilnitrosomalone; Ester D-Na-N-asetilnitrosomalon; E-isobutyl-N-acetylnitrosomalone ester; F - eter isobutylnitrosomalon; Z-valine.

KARBOHIDRAT

Karbohidrat ialah sekumpulan besar bahan organik yang diedarkan secara meluas di alam semula jadi. Ini adalah glukosa, sukrosa, kanji, selulosa dan sebagainya.

Setiap tahun, tumbuhan di planet kita mencipta jisim besar karbohidrat, yang dianggarkan mengandungi 4 * 10 10 tan karbon. Kira-kira 80% bahan kering tumbuhan berasal daripada karbohidrat dan 20–30% daripada organisma haiwan.

Istilah "karbohidrat" telah dicadangkan pada tahun 1844 oleh K. Schmidt, kerana kebanyakan bahan ini sesuai dengan formula Сn(H2O)m. Contohnya, molekul glukosa mempunyai formula C 6 H 12 O 6 dan bersamaan dengan 6 atom karbon dan 6 molekul air. Kemudian, karbohidrat didapati tidak sesuai dengan komposisi ini, contohnya, deoxyhexose (C 6 H 10 O 5), tetapi istilah itu telah dipelihara hingga ke hari ini.

Karbohidrat dibahagikan kepada dua kumpulan besar - ini adalah karbohidrat ringkas atau monosakarida (monosa), bahan yang tidak mengalami hidrolisis, contohnya, glukosa, fruktosa. Pentos dan heksosa adalah lebih biasa di alam semula jadi. Kumpulan kedua ialah karbohidrat kompleks, yang apabila hidrolisis menghasilkan monosakarida. Karbohidrat kompleks pula dibahagikan kepada oligosakarida dan polisakarida. Oligosakarida terdiri daripada dua hingga sepuluh sisa monosakarida. "Oligos" secara harfiah bermaksud "sedikit". Oligosakarida yang paling ringkas ialah disakarida (bioses), yang terdiri daripada dua sisa monosakarida. Contohnya, sukrosa C 6 H 12 O 6 terdiri daripada sisa dua monosakarida: glukosa dan fruktosa. Oligosakarida yang terdiri daripada sisa tiga monooses dipanggil trioses, empat dipanggil tetraoses, dan seterusnya. Polisakarida (poliosa) terbentuk daripada monosakarida hasil daripada polikondensasinya, iaitu poliosa ialah polimer heterochain atau biopolimer, monomernya adalah monosakarida. Polimer heterochain mengandungi dalam rantai mereka bukan sahaja atom karbon, tetapi juga atom oksigen, contohnya:

NC 6 H 12 O 6 (C 6 H 10 O 5) n + (n-1) H 2 O atau (-C 6 H 10 O 4 – O -) n

Karbohidrat