Chora mpango wa polycondensation ya asidi ya aminocaproic. Misombo ya juu ya uzito wa Masi

Kazi ya 433
Ni misombo gani inayoitwa amini? Chora mpango wa polycondensation ya asidi adipic na hexamethylenediamine. Taja polima inayosababisha.
Suluhisho:
Aminami derivatives ya hidrokaboni huitwa huundwa kwa kubadilisha atomi za mwisho za hidrojeni na vikundi -NH 2, -NHR au -NR" :

Kulingana na idadi ya atomi za hidrojeni kwenye atomi ya nitrojeni inayobadilishwa na radicals ( R ), amini huitwa msingi, sekondari au elimu ya juu.

Kikundi -NH 2 , ambayo ni sehemu ya amini za msingi, inaitwa kikundi cha amino. Kundi la atomi >NH katika amini za sekondari inaitwa kikundi cha imino.

Mpango wa polycondensation asidi ya adipiki Na hexamethylenediamine:

Anid (nailoni) ni bidhaa ya polycondensation ya asidi adipic na hexamethylenediamine.

Kazi ya 442
Ni misombo gani inayoitwa amino asidi? Andika fomula ya asidi ya amino rahisi zaidi. Chora mpango wa polycondensation ya asidi ya aminocaproic. Jina la polima inayotokana ni nini?
Suluhisho:
Amino asidi misombo inaitwa misombo ambayo molekuli yake ina wakati huo huo amini(-NH2) na vikundi vya carboxyl(-COOH). Mwakilishi wao rahisi ni asidi ya aminoacetic (glycine): NH2-CH2-COOH.

Mpango wa polycondensation ya asidi ya aminocaproic:

Bidhaa ya polycondensation ya asidi ya aminocaproic inaitwa nailoni (perlon) Kutoka nailoni nyuzi zinapatikana ambazo ni bora kwa nguvu kuliko nyuzi za asili. Nyuzi hizi hutumiwa katika uzalishaji wa nguo, kamba za tairi za gari na ndege, kwa ajili ya utengenezaji wa nyavu za uvuvi za kudumu na zinazozuia kuoza, bidhaa za kamba, nk.

Hii ni dutu ya fuwele na Tm = 68.5 - 690 C. Ni mumunyifu sana katika maji, pombe, etha na vimumunyisho vingine vya kikaboni. Miyeyusho ya maji ya asidi husababisha hidrolisisi kwa ε-ami-

asidi ya nocaproic. Inapokanzwa hadi 230 - 2600 C mbele ya kiasi kidogo cha maji, pombe, amini, asidi za kikaboni, hupolimisha kuunda resin ya polyamide.

ly. Ni bidhaa ya uzalishaji mkubwa.

ω-Dodecalactam (laurin lactam) hupatikana kwa usanisi wa hatua nyingi kutoka kwa 1,3-butadiene.

3CH2

Laurinlactam ni dutu ya fuwele na kiwango myeyuko = 153 - 1540 C, mumunyifu sana katika pombe, benzini, asetoni, mumunyifu hafifu katika maji. Inapokanzwa, hupolimishwa na kuwa polyamide, hata hivyo,

upolimishaji unaendelea mbaya zaidi kuliko ule wa ε-caprolactam. (Lauric au dodecanoic acid - CH3 (CH2)10 COOH.)

4.2. Njia za kutengeneza polyamides Polyamides kawaida huainishwa kama polima za polycondensation, i.e. polima, kulingana na

kutokana na athari za polycondensation. Sifa kama hiyo sio sahihi sana,

kwani polima za aina hii zinaweza kupatikana kwa polycondensation na polima-

uundaji wa monomers. Polyamides hupatikana kutoka kwa asidi ω-aminocarboxylic kwa polycondensation

(au esta zao), na pia kutoka kwa asidi ya dicarboxylic (au esta zao) na diamines. Njia kuu za upolimishaji ni hidrolitiki na upolimishaji wa kichocheo wa lactate

mov ω-amino asidi. Uchaguzi wa njia imedhamiriwa na uwezo wa msingi wa malighafi na mahitaji -

kwa mali ya polyamide inayolingana.

Katika tasnia, polyamides hutolewa kwa njia kuu nne:

Heteropolycondensation ya asidi dicarboxylic au esta zao na diami- kikaboni.

n HOOCRCOOH + n H2 NR"NH2

NH2O

- heteropolycondensation ya kloridi ya asidi ya dicarboxylic na di-kikaboni

- homopolycondensationω-aminocarboxylic asidi (amino asidi) au esta zao;

										NH2O

- upolimishaji wa lactamu za amino asidi.

kichocheo

n(CH2)n

HN(CH2)nCO

4.3. Uwekaji lebo kwa poliamidi Mfumo wa uwekaji lebo wa poliamidi unatokana na njia ya uzalishaji na kemikali yake

muundo. Idadi ya polyamides, haswa zenye kunukia, zina majina yao wenyewe,

zinazotolewa na makampuni ya viwanda.

Kwa polyamides aliphatic, baada ya neno "polyamide" ("nylon" katika fasihi ya kigeni)

pande zote) hufuatwa na nambari moja au mbili zilizotenganishwa na koma (au kipindi). Ikiwa polyamide imeundwa kutoka kwa monoma moja (asidi ya amino au laktamu), nambari moja hutolewa;

inayolingana na idadi ya atomi za kaboni kwenye monoma. Kwa mfano, polyamide iliyopatikana kutoka

ε-caprolactam au kutoka kwa asidi ε-aminocaproic, iliyoteuliwa kama "polyamide 6"; polima kutoka kwa asidi ya aminoenanthic - "polyamide 7", polima kutoka kwa asidi ya aminoundecanoic -

"Polyamide 11". Katika maandiko ya kiufundi, neno "polyamide" mara nyingi hubadilishwa na kifupi "PA" au barua "P". Kisha majina ya hapo juu yanawakilishwa kama "PA-6", "PA-11", "P-7". Muundo wa nambari mbili zilizotenganishwa na koma unaonyesha kwamba polyamide hupatikana kwa polycondensation ya diamine na asidi ya dicarboxylic au derivatives yake.

Nambari (tarakimu) kabla ya nukta ya desimali inaonyesha idadi ya atomi za kaboni kwenye diamine; nambari (tarakimu) baada ya nukta ya desimali ni idadi ya atomi za kaboni katika asidi au derivative yake iliyotumika. Kwa mfano, "Polyamide 6,6" hupatikana kutoka kwa hexamethylenediamine na asidi ya adipic; "Polyamide 6.10" -

kutoka kwa hexamethylenediamine na asidi ya sebacic. Ikumbukwe kwamba koma (au kipindi)

kutenganisha nambari mbili kunaweza kukosa. Kwa hivyo, Kiwango cha Jimbo 10539 - 87

imeagizwa kuteua polyamide iliyopatikana kutoka kwa hexamethylenediamine na asidi ya sebacic katika aina nyingi, ka kmida "Polyamide iliyopatikana 610". kutoka kwa amini aliphatic na asidi ya kunukia, kipengele cha muundo cha mstari kinateuliwa na nambari inayoonyesha idadi ya atomi za kaboni katika mol.

cule, na kiungo cha asidi kinateuliwa na barua ya awali ya majina yao. Kwa mfano, polyamide.

Imetengenezwa kutoka kwa hexamethylenediamine na asidi ya terephthalic, iliyoteuliwa kama "Polyamide

Majina ya copolymers ya polyamide yanajumuisha majina ya polima ya kibinafsi inayoonyesha

utungaji wa asilimia umeonyeshwa kwenye mabano (katika fasihi, hyphen hutumiwa badala ya mabano). Polyamide ambayo kuna zaidi katika copolymer imeonyeshwa kwanza. Kwa mfano, jina

Maneno “Polyamide 6.10/6.6 (65:35)” au “Polyamide 6.10/6.6 - 65/35” yanamaanisha kwamba copolymer ni co-

Imetengenezwa kutoka 65% ya polyamide 6.10 na 35% ya polyamide 6.6. Katika baadhi ya matukio, nukuu iliyorahisishwa hutumiwa. Kwa mfano, nukuu P-AK-93/7 inamaanisha kuwa copolymer imetayarishwa kutoka kwa chumvi 93% ya AG na 7% ω-caprolactam (hapa "A" inaashiria AG chumvi, "K" - caprolactam).

Mbali na majina haya yaliyowekwa sanifu nchini Urusi, katika fasihi ya kiufundi na kumbukumbu kunaweza kuwa na majina sahihi ya aina na chapa zilizoletwa na kampuni.

lyamides. Kwa mfano, "Technamid", "Zytel-1147" na wengine.

4.4. Uzalishaji wa polyamides aliphatic Kati ya polyamides nyingi zilizounganishwa hadi sasa, kubwa zaidi ni kivitendo

Ya maslahi ni:

Polyamide 6 (poly-ε-caproamide, polykaproamide, nailoni, utomvu wa nailoni, nailoni-6,

caprolon B, caprolit),

Polyamide 12 (poly-ω-dodecanamide),

Polyamide 6,6 (polyhexamethylene adipamide, anidi, nailoni 6,6),

Polyamide 6,8 (polyhexamethylene suberinamide),

Polyamide 6,10 (polyhexamethylene sebacinamide),

Polyamides 6 na 12 huzalishwa kitaalam na upolimishaji wa lactam zinazofanana. Os-

tal polyamides huundwa na polycondensation ya hexamethylenediamine na asidi dibasic.

4.4.1. Kwa upolimishaji wa laktamu, njia hii hutoa hasa polyamide 6 na polyamide 12.

4.4.1.1. Polyamide 6

Polyamide 6 au polycaproamide hupatikana kwa upolimishaji wa ε-caprolactam katika mchakato.

uwepo wa mawakala wa hidrolitiki au vichocheo vinavyokuza ufunguzi wa mzunguko wa lactam. Mchakato wa upolimishaji chini ya ushawishi wa maji huitwa upolimishaji wa hidrolitiki.

tion. Upolimishaji wa kichocheo (anionic au cationic) wa ε-caprolactam hutokea mbele ya vichocheo vya alkali au asidi.Kiasi kikuu cha PA-6 kinapatikana kwa upolimishaji wa hidrolitiki wa caprolactam.

Upolimishaji wa hidrolitiki wa ε-caprolactam huendelea chini ya ushawishi wa maji, kufutwa

asidi, chumvi au misombo mingine ambayo husababisha hidrolisisi ya mzunguko wa lactam. Elimu

Mchanganyiko wa polyamide hutokea katika hatua mbili. Kemia ya mchakato inaweza kuwakilishwa na mchoro:

H2 N(CH2 )5 COOH

HN(CH2)5CO

Hatua ya kwanza ya mchakato - hidrolisisi ya caprolactam hadi asidi ya aminocaproic - ni hatua ya polepole zaidi ya mchakato, kupunguza kasi yake ya jumla. Kwa hiyo, katika uzalishaji

Katika sekta, upolimishaji wa caprolactam unafanywa mbele ya vichocheo. Hizi mara nyingi ni asidi ya aminocaproic yenyewe au chumvi ya AG (hexamethylene adipate, adi-

asidi ya piniki na hexamethylenediamine - HOOC(CH2)4 COOH · H2 N(CH2)6 NH2), ambamo vitendanishi viko katika uwiano madhubuti wa equimolecular.

Macromolecule ya polyamide inayotokana ina terminal ya bure ya kaboksili na vikundi vya amino, ndiyo sababu inakabiliwa na athari za uharibifu na polycondensation zaidi.

tions inapokanzwa wakati wa usindikaji. Ili kupata bidhaa thabiti zaidi, vikundi hivi vinaweza kuzuiwa kwa kuanzisha vitu visivyo na kazi - alkoholi, asidi au amini - kwenye misa ya majibu. Misombo kama hiyo, inayoitwa vidhibiti au vidhibiti,

mnato, huguswa na vikundi vya mwisho na kwa hivyo kuleta utulivu wa polima, kupunguza uwezo wake wa kuingia katika athari zaidi. Hii inatoa fursa ya

kuzalisha polima na uzito fulani wa Masi na mnato kwa kubadilisha kiasi cha utulivu

msongamano Asidi asetiki na benzoic hutumiwa mara nyingi kama vidhibiti.

Upolimishaji wa hidrolitiki ni mchakato unaoweza kubadilishwa na hali ya usawa inategemea halijoto. Wakati wa kutekeleza majibu katika safu ya joto 230 - 2600 C, yaliyomo kwenye mo-

idadi na oligomers katika polyamide kusababisha ni 8 - 10%. Kwa joto kama hilo, vitendanishi vyote na polyamide vinaweza kuoksidishwa kikamilifu na oksijeni ya anga. Kwa hiyo, mchakato unafanywa katika anga ya inert ya nitrojeni kavu na kiwango cha juu cha utakaso.

Mchakato wa upolimishaji unaweza kufanywa kulingana na kundi au mipango inayoendelea kwa kutumia vifaa vya miundo tofauti. Katika Mtini. Mchoro wa 3 unaonyesha mchoro wa uzalishaji wa PA 6 kwa njia inayoendelea katika reactor ya aina ya safu. Mchakato wa kiteknolojia unakunjwa

hutoka kwa hatua za maandalizi ya malighafi, upolimishaji wa ε-caprolactam, baridi ya polima, kusaga, kuosha na kukausha.

Maandalizi ya malighafi yana kuyeyuka caprolactam kwa 90 - 1000 C katika kifaa tofauti.

kiwango 3 kwa kuchochea. Katika kifaa cha 6, suluhisho la maji ya 50% ya chumvi AG imeandaliwa. Prigo-

Vimiminiko vilivyotiwa mafuta hutolewa mfululizo kwa kutumia pampu 1 na 4 kupitia vichungi 2 na 5.

ndani ya sehemu ya juu ya reactor 7 (safu yenye urefu wa mita 6 na matundu ya mlalo

na partitions za chuma ambazo huendeleza msukosuko wa mtiririko wa vitendanishi vinaposonga kutoka juu hadi chini). Reactor inapokanzwa kupitia sehemu za koti na dinyl (mchanganyiko wa eutectic wa diphenyl na diphenyl ether). Joto katikati ya safu ni karibu 2500 C,

chini - hadi 2700 C. Shinikizo katika safu (1.5 - 2.5 MPa) inahakikishwa na ugavi wa nitrojeni na pas-

muafaka wa maji yanayotokana.

Upolimishaji huanza mara baada ya kuchanganya vipengele. Imetolewa wakati wa majibu

na maji yanayoletwa na chumvi ya AG huvukiza. Mvuke wake, unaoinuka kando ya safu, huchangia kwenye turbulization na kuchanganya molekuli ya majibu na kubeba mvuke za caprolactam pamoja nao.

Baada ya kutoka kwenye safu, mchanganyiko wa mvuke huingia kwa mpangilio wa vikondoo vya reflux 8.

na 9. Katika kwanza, caprolactam imefupishwa na kurudi kwenye safu. Imefupishwa-

Katika pili, mvuke wa maji huondolewa kwa utakaso. Ugeuzaji wa monoma kwenye safu ni takriban 90%.








	Caprolactam


kwa kusafisha

Mchele. 3. Mpango wa utengenezaji wa polyamide 6 (polycaproamide) kwa njia endelevu:

1, 4 - pampu za dosing; 2, 5 - filters; 3 - kuyeyusha caprolactam; 6 - vifaa vya kufuta chumvi AG; 7 - safu ya reactor; 8, 9, - friji; 10 - mashine ya kukata; 11 - washer-extractor; 12 - chujio; 13 - dryer utupu; 14 - ngoma ya kumwagilia inayozunguka.

Polima inayotokana na kuyeyushwa hukamuliwa kupitia kificho kilichofungwa ndani ya mshikamano.

sehemu ya chini ya safu kwa namna ya mkanda kwenye uso wa baridi wa kupokezana

maji mazuri ya ngoma ya kumwagilia 14, hupozwa na, kwa usaidizi wa mwongozo na kuvuta rollers, hutolewa kwenye mashine ya kukata 10. Makombo ya polymer yanayotokana huosha na maji ya moto katika washer ili kuwatenganisha kutoka kwa monoma iliyobaki. na oligomers.

extractor 11. Maudhui ya misombo ya chini ya uzito wa Masi baada ya kuosha ni kidogo

1.5%. Makombo yaliyoosha yanatenganishwa na maji kwenye chujio 12 na kukaushwa kwenye dryer ya utupu

13 kwa 125 - 1300 C hadi unyevu hauzidi 0.2%.

Upolimishaji wa anionicε-caprolactam inaweza kufanywa katika suluhisho au kuyeyuka kwa mo-

nambari kwenye joto chini ya kiwango cha myeyuko wa polima.

kichocheo

n(CH2)5

HN(CH2)5CO

Upolimishaji unafanywa mbele ya mfumo wa kichocheo unaojumuisha mchanganyiko wa

Talizer na activator. Metali za alkali, hidroksidi zao,

carbonates, misombo mingine. Mbinu hutumia chumvi ya sodiamu ε - capro-

lactam, hutengenezwa wakati sodiamu inapomenyuka pamoja na laktamu.



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

Chumvi hii humenyuka kwa urahisi pamoja na lactam kuunda derivative ya N-acyl, ambayo
inaunganishwa na lactam, na kusababisha mnyororo wa polyamide na kubaki mwisho wake hadi kukamilika
matumizi ya monoma.

	(CH2)5		(CH2)5	(CH2)5
		N-Na+
					N-CO-(CH2)5 - NH
Viamilisho (cocatalysts) husaidia kuharakisha majibu. Katika uwezo wao
N-acyl derivatives ya laktamu au misombo yenye uwezo wa kutoa lac-
huko chini ya hali ya upolimishaji (anhydrides ya asidi ya carboxylic, esta, isocyanates, nk). Chini ya
chini ya ushawishi wa mfumo huo, upolimishaji wa ε-caprolactam hutokea bila kipindi cha induction
kwa shinikizo la anga na kuishia kwa 140 -
1800 C kwa saa 1 - 1.5 na ubadilishaji wa monoma wa 97 - 99%.					Caprolactam
Hali hiyo "laini" na upolimishaji wa haraka

ruhusu ifanywe sio kwa vinu, lakini kwa fomu,
kuwa na usanidi na vipimo vya bidhaa za baadaye.
Faida nyingine ya upolimishaji wa anionic ni
uwezekano wa kupata polyamides na usambazaji sare						kaprolactam

muundo wa spherulite uliopotoka, bila makombora ya kupungua

vin, pores, nyufa na kasoro nyingine.
Njia ya upolimishaji wa anionic ya ε-caprolactam katika
kuyeyuka mbele ya chumvi ya sodiamu ya ε-caprolactam


na kianzishaji kiliitwa "polima ya kasi ya juu-
cation”, na polima inayotokana inaitwa ka-						Katika baraza la mawaziri la joto
kilichomwagika au caprolon B. Pia hutumiwa kwa						uzalishaji wa caprolite:
				1 - pampu ya dosing; 2 - reactor tayari
kichwa "block polyamide" Kazi yako mwenyewe				mwako wa chumvi ya sodiamu ya caprolactam; 3 -
				chujio; 4 - kuyeyusha; 5 - mchanganyiko wa capro
majina ya poly-ε- iliyopatikana kwa njia hii				lactam na N-acetylcaprolactam; 6 - hadi
				pampu ya kupima; 7 - mchanganyiko; 8 - fomu
caproamide, inaelezewa na ukweli kwamba caprolon B, kuwa na muundo wa kemikali sawa na poly-
amide 6 ina sifa tofauti kabisa. Inaonyesha (Jedwali 5) nguvu ya juu
nguvu, ugumu, upinzani wa joto, ina ngozi kidogo ya maji, nk.						Hii inafafanuliwa na
	uzito kidogo wa Masi ya caprolite, pili, iliyoagizwa zaidi
muundo mpya. Uzalishaji wa caprolon B ni pamoja na (Mchoro 4)					hatua za maandalizi ya malighafi, kuchanganya
tion ya vipengele na upolimishaji.			Katika hatua ya maandalizi ya malighafi, caprolactam inayeyuka na
kukaushwa vizuri chini ya shinikizo hasi katika angahewa ya nitrojeni kwenye chombo-
aina mpya yenye kichochezi 4.		Nusu ya kuyeyuka huku, baada ya kuchujwa, huchanganywa katika a
	na kiasi kilichohesabiwa cha chuma cha sodiamu kwa ajili ya maandalizi ya chumvi ya sodiamu
ε-caprolactam, na nusu nyingine imechanganywa katika kifaa 5 na cocatalyst (N - ace-

tilcaprolactam). Wote huyeyuka (suluhisho) na joto la 135 - 140 0 C hutiwa na pampu -

mi 1 na 6 kwa uwiano unaohitajika ndani ya mchanganyiko wa kasi 7, kutoka ambapo mchanganyiko huingia kumwaga molds, uwezo wa ambayo inaweza kufikia 0.4 - 0.6 m3. Fomu zilizojazwa zimewekwa kwa masaa 1.0 - 1.5 katika oveni kwa upolimishaji kwa ongezeko la taratibu.

joto kutoka 140 hadi 1800 C. Kisha ukungu na polima hupozwa polepole hadi chumba.

joto na polima castings hutolewa kutoka kwao. Katika kuosha kutoka kwa monoma ni muhimu -

Hakuna ukweli hapa, kwani maudhui yake hayazidi 1.5 - 2.5%.

Upolimishaji wa kasi wa ε-caprolactam hutumiwa kuzalisha bidhaa za kumaliza za ukubwa mkubwa na nene au zisizo za kawaida, pamoja na castings, bidhaa ambazo zimeandaliwa na usindikaji wa mitambo.

4.4.1.2. Polyamide 12

Polyamide 12 (poly-ω-dodecanamide au nailoni 12) huzalishwa viwandani kwa kutumia mbinu.

upolimishaji wa hidrolitiki na anionic wa ω-dodecalactam.

NH2O

Upolimishaji wa hidrolitiki unafanywa mbele ya maji na asidi (adipic,

ortho-fosforasi). Teknolojia ya kutengeneza nailoni 12 kwa njia hii inafanana na teknolojia ya kusanisi polyamide 6. Sifa za polyamide 12 zimeonyeshwa katika Jedwali la 5.

Upolimishaji wa anionic wa ω-dodecalactam pia ni sawa na ule wa ε-caprolactam.

Kwa joto la chini, polima huundwa na uzani wa juu wa Masi, muundo wa spherulitic uliokuzwa zaidi na, kama matokeo, na kuongezeka kwa mali ya mwili.

mali ya mitambo.

4.4.2. Kwa polycondensation ya hexamethylenediamine na asidi dicarboxylic, polyamides kutoka kwa asidi dicarboxylic na diamines au kutoka kwa amino asidi hupatikana kwa njia.

usawa wa polycondensation. Ili kuunganisha polima yenye uzito mkubwa wa Masi, ni muhimu

lazima tutimize masharti kadhaa kuu. Mmoja wao ni kwa sababu ya kubadilika kwa athari za polycondensation. Kwa sababu ya hili, malezi ya polima yenye uzito wa juu wa Masi inawezekana.

inawezekana tu kwa kuondolewa kwa wakati na kamili ya maji, ambayo hupatikana kwa kutekeleza

mchakato katika utupu au kwa mtiririko unaoendelea wa gesi ya inert kavu kupitia molekuli ya majibu.

Kwa kuongeza, inapaswa kuzingatiwa kuwa kama mmenyuko unavyoendelea, viwango vya reactants na kiwango cha mchakato hupungua. Mbinu ya kawaida ya kuongeza kiwango cha athari ni kuongeza joto. Walakini, zaidi ya 3000 C, polyamides huanza kuharibika dhahiri.

toka nje. Kwa hiyo, ili kufikia uongofu wa kutosha ni muhimu kuongeza muda

kiwango cha mawasiliano ya vitendanishi. Kwa hivyo, uzito wa Masi ya polyamides inayotokana inaweza kudhibitiwa wakati wa malezi yao kwa muda wa mchakato.

Mbali na hali ya joto na wakati wa kupata uzito mkubwa wa Masi

Liamide inahitaji kuhakikisha usawa madhubuti wa vitendanishi. Ziada ya mmoja wao, hata ndani ya 1%, husababisha malezi ya minyororo ya polima, ambayo mwisho wake kutakuwa na.

vikundi vinavyofanya kazi sawa vya reagent ya ziada. Ikiwa kuna ziada ya diamine, vikundi vya mwisho vitakuwa vikundi vya NH2, na ikiwa kuna ziada ya asidi, vikundi vya mwisho vitakuwa vikundi vya COOH. Hii itasimamisha mmenyuko wa uenezi wa mnyororo. Equimolecularity hupatikana kwa kutumia

lycondensation ya sio asidi na diamines wenyewe, lakini chumvi zao za asidi. Maandalizi ya chumvi hizo ni

ni hatua huru katika michakato ya usanisi wa polyamide kwa polikondesheni. Imetumika

Suluhisho la polycondensation ya chumvi ina faida zingine kadhaa: chumvi hazina sumu, ni fuwele kwa urahisi.

lyse, kwa kweli haibadilika, tofauti na diamines, mali wakati wa uhifadhi wa muda mrefu -

nii, hauhitaji hali maalum ya kuhifadhi.

Kuhakikisha usawa wa vitendanishi unapaswa kusababisha kinadharia

malezi ya polima yenye uzito mkubwa wa Masi. Walakini, katika mazoezi ya viwandani, kwa sababu ya upotezaji usioepukika wa vitendanishi vingine na tukio la athari za upande, ambazo

Ingawa vikundi vinavyofanya kazi vinaweza kuingia, uzito wa molekuli ya polima ni kati ya 10,000 hadi 50,000.

4.4.2.1. Polyamide 6.6

Polyamide 6,6 (polyhexamethylene adipamide, P-66, nailoni 6,6, anidi) huundwa na poly-

condensation ya hexamethylenediamine na asidi adipic.

HN(CH) NHCO(CH) CO

NH2O

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

... .

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

moto... .. .. ........ . .......................

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

..... ..

...... .

..... ....

baridi

Polyamide

Mtini.5. Mpango wa utengenezaji wa polyhexamethylenediadiamide (polyamide 6.6):

1 - centrifuge; 2 - vifaa vya kutenganisha chumvi kutoka kwa suluhisho; 3 - vifaa vya uzalishaji wa chumvi; 4 - reactor ya autoclave; 5 - jokofu; 6 - mtozaji wa condensate; 7 - mashine ya kukata; 8 - dryer; 9 - umwagaji wa baridi

Hatua ya kwanza ya mchakato ni awali ya chumvi ya asidi ya adipic na hexamethylenediamine

kwenye (chumvi za AG). Suluhisho la chumvi huundwa kwenye kifaa chenye joto 3 kwa kuchanganya 20% me-

suluhisho la tanol la asidi ya adipic na ufumbuzi wa 50-60% ya hexamethylenediamine katika methanoli. Katika kifaa cha 2, wakati misa imepozwa, chumvi ya AG, ambayo haina mumunyifu katika methanoli, hutolewa kutoka kwa suluhisho. Fuwele zake hutenganishwa na pombe ya mama kwenye centrifuge 1, kavu na kutumika.

kutumika kwa polycondensation. Chumvi ni unga mweupe wa fuwele na kiwango myeyuko = 190 - 1910 C;

Mumunyifu kwa urahisi katika maji, imara wakati kuhifadhiwa kavu na kwa namna ya ufumbuzi wa maji.

Mchakato wa usanisi wa polyamide 6,6 kutoka kwa chumvi ya AG sio tofauti sana na mchakato wa upolimishaji.

sehemu za ε-caprolactam. Kipengele muhimu zaidi ni ongezeko la joto la polycon-

msongamano. Kiwango cha mmenyuko bora kinapatikana kwa 270 - 2800 C. Katika kesi hii, majibu yanaendelea karibu kukamilika na, baada ya kufikia usawa, polima huundwa yenye chini ya 1% ya monomers na misombo ya chini ya uzito wa Masi. Usambazaji wa uzito wa Masi ni nyembamba sana. Sababu ya ukosefu wa polydispersity muhimu ni kwa-bidhaa

michakato ya kimuundo inayofanyika chini ya ushawishi wa joto na sehemu ndogo za uzito wa Masi. Kwanza kabisa, sehemu za juu za Masi zinaweza kuharibiwa. Kwa bo-

Ili kupunguza uwepo wao katika polima ya kibiashara, ongeza -

Kuna misombo ya monofunctional yenye uwezo wa kukabiliana na vikundi vya mwisho vya polyamide

Ndiyo. Kama ilivyo katika usanisi wa polyamide 6, misombo ya kiimarishaji kama hicho (vidhibiti vya mnato)

mifupa) inaweza kuwa asetiki, asidi ya benzoic. Misombo hii sio tu kikomo cha Masi

wingi wa polima wakati wa uundaji wake, lakini pia huchangia uthabiti wa mnato wa

kuyeyuka kwa polymer wakati wa usindikaji wake, i.e. inapoyeyuka, ambayo inaweza kusababisha kuendelea kwa polycondensation.

Polycondensation hufanyika katika autoclave chini ya shinikizo la 1.5 - 1.9 MPa katika anga ya nitrojeni.

Autoclave 4 imejaa chumvi ya AG, nyongeza ya asidi asetiki (0.1 - 0.2 mol kwa mole ya chumvi) na

Kifaa huwashwa moto kupitia koti na dinil hadi 2200 C. Kisha, kwa masaa 1.5 - 2, joto.

joto huongezeka hatua kwa hatua hadi 270 - 2800 C. Kisha shinikizo hupungua kwa shinikizo la anga na baada ya mfiduo mfupi huongezeka tena. Mabadiliko hayo ya shinikizo yanarudiwa

kutokea mara kadhaa. Wakati shinikizo linapungua, maji hutengenezwa wakati wa majipu ya polycondensation

solders na mvuke wake kuongeza kuchanganya polymer kuyeyuka. Mvuke wa maji unaoondoka kwenye autoclave hupunguzwa kwenye jokofu 5, hukusanywa katika mkusanyiko 6 na kuruhusiwa katika mifumo ya utakaso.

maji taka ya maji taka. Mwisho wa mchakato (masaa 6 - 8), maji iliyobaki huondolewa chini ya utupu;

na polyamide inayoyeyuka kutoka kwa kifaa kwa njia ya kufa inatolewa kwa namna ya mkanda ndani ya kuoga 9 kwa pro-

4.4.2.2. Polyamides 6.8 na 6.10

Poliamidi hizi hupatikana kwa policondensation ya hexamethylenediamine na ki-

yanayopangwa (subrin na sebacine) kwa kutumia teknolojia sawa na teknolojia ya uzalishaji wa

Liamide 6.6.

Asidi na diamine huguswa kwa namna ya chumvi zao.

Kati ya polyamides hizi, polyamide 610 pekee ndiyo yenye manufaa ya vitendo hadi sasa;

kwa kuwa uzalishaji wa asidi ya chini ni mdogo na utata wake.

Sifa za polyamides 6.8 na 6.10 zimetolewa katika Jedwali 5.

Polyamides iliyochanganywa huzalishwa kwa njia sawa wakati vipengele mbalimbali vinaletwa kwenye polycondensation, kwa mfano, chumvi za AG na caprolactam, chumvi za AG, SG na caprolactam.

4.4.3. Polycondensation ya diamines na kloridi ya asidi ya dicarboxylic

Njia hii haitumiwi sana katika tasnia ya polyamides aliphatic kutokana na kuongezeka kwa gharama ya kloridi ya asidi ya kaboksili. Hata hivyo,

ndiyo pekee kwa usanisi wa poliamidi nyingi zenye kunukia, hasa fenylone na Kevlar.

4.5. Sifa na utumiaji wa poliamidi aliphatic Polyamidi za aliphatic ni bidhaa dhabiti zinazofanana na pembe kutoka nyeupe hadi mwanga mwepesi-

rangi ya mwanga, kuyeyuka katika safu nyembamba ya joto (Jedwali 5). Vipindi finyu

mabadiliko ya kiwango myeyuko yanaonyesha polidispersity ya chini na ukolezi wa juu

trations katika polima za awamu ya fuwele. Maudhui yake yanaweza kufikia 60 - 80% na inategemea

ungo juu ya muundo wa macromolecules. Misombo ya aliphatic ya kawaida ina fuwele ya juu zaidi.

kemikali homopolyamides, kipengele tofauti ambacho ni maudhui yao katika macro-

molekuli ya radicals ya asidi moja tu na diamine moja. Hizi ni, kwa mfano, polyamide 6,

polyamide 6.6, polyamide 6.10. Kiwango cha fuwele cha nyenzo katika bidhaa huathiriwa na masharti

Kupitia usindikaji wake, hali ya matibabu ya joto, unyevu na viongeza maalum. Ste-

Fuwele ya mchanganyiko (iliyopatikana kutoka kwa monoma mbili au zaidi) polyamides ni ndogo. Wao ni chini ya muda mrefu, lakini wameongeza elasticity na ni wazi.

Joto la juu la kuyeyuka la polyamides linaelezewa na vifungo vikali vya hidrojeni kati ya macromolecules. Idadi ya vifungo hivi moja kwa moja inategemea idadi ya vikundi vya amide katika macromolecule na, kwa hiyo, inahusiana kinyume na idadi ya vikundi vya methylene. Vifungo vya hidrojeni huamua kwa kiasi kikubwa mali nyingine zote. Kutoka-

hapa: uwiano wa methylene na vikundi vya amide huathiri umumunyifu na upinzani wa maji

mfupa, na kimwili-mitambo, na viashiria vingine.

5.3. POLYCONDENSATION

Polycondensation ni mmenyuko wa malezi ya macromolecules wakati monomers kuchanganya na kila mmoja, ikifuatana na kuondoa vitu rahisi - maji, pombe, amonia, kloridi hidrojeni, nk. Wakati wa polycondensation, mfululizo wa athari zisizohusiana za kinetically hutokea. Vipengele vya mmenyuko wa polycondensation:

1) muundo wa msingi wa kitengo cha polima hutofautiana na muundo wa monoma ya asili;
2) vitengo vya monoma katika molekuli ya polymer vinaunganishwa kwa kila mmoja na dhamana ya covalent au semipolar;
3) kama matokeo ya mmenyuko, minyororo ya polymer ya urefu tofauti huundwa, i.e. bidhaa ni polydisperse;
4) polycondensation ni mchakato wa hatua kwa hatua.

Jedwali 5.4. Aina za misombo zilizoundwa wakati wa polycondensation, kulingana na asili ya vikundi vya kazi

Vikundi vya kwanza vya utendaji	Kikundi cha pili cha utendaji (b)	Nyenzo ya kuanzia	Aina ya kiwanja kilichoundwa
-H	H-	Haidrokaboni	Polyhydrocarbon
-H	Cl-	Derivative ya halojeni	Sawa
-Br	Br-	Derivative ya dihalogen	"
-HE	LAKINI-	Pombe ya polyhydric	Polyester
-OH	HOOK-	Asidi ya hidroksidi	Polyester
-OH	ROOC-	Hydroxy acid ester	Sawa
-NH 2	NOOS-	Asidi ya amino	Polyamide
-NH 2	ROOC-	Amino asidi ester	Sawa
-NH 2	СlОC-	Kloridi ya amino asidi	"

Molekuli zote za homogeneous na zisizo sawa zinaweza kushiriki katika mchakato wa polycondensation. Kwa ujumla, athari hizi zinaonyeshwa na michoro zifuatazo:

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,

ambapo a na b ni vikundi vya utendaji.

Mali ya bidhaa iliyoundwa wakati wa polycondensation imedhamiriwa na utendaji wa monoma, i.e. idadi ya vikundi vya utendaji tendaji. Mmenyuko wa polikondesheni inaweza kutumika kuunganisha aina mbalimbali za polima za mnyororo wa kaboni na heterochain.

Wakati wa polycondensation ya misombo ya bifunctional, polima za mstari huundwa (Jedwali 5.4). Ikiwa utendaji wa monoma ni mkubwa zaidi ya mbili, basi polima za matawi na tatu-dimensional huundwa. Idadi ya vikundi vya utendaji katika macromolecule huongezeka kadiri mmenyuko unavyoongezeka. Kwa ajili ya awali ya polima za kutengeneza nyuzi, misombo ya bifunctional ni ya riba kubwa.

Kulingana na asili ya vikundi vya kazi na muundo wa polima inayosababisha, madarasa anuwai ya athari za kemikali yanaweza kuwakilishwa katika mmenyuko wa polycondensation: polyesterification, polyanhydridization, polyamidation, nk. Katika meza 5.5 hutoa mifano ya aina mbalimbali za misombo inayoundwa wakati wa polycondensation.

Uingiliano wa makundi ya kazi ya monoma inaweza kusababisha kuundwa kwa bidhaa za polymer au chini ya Masi ya muundo wa mzunguko. Kwa mfano, γ-aminobutyric

Jedwali 5.5. Vikundi vya kazi na aina za misombo zilizoundwa wakati wa polycondensation

Jedwali 5.5. (mwendelezo)

Jedwali 5.5. (mwisho)

asidi haina uwezo wa polycondensation kwa sababu ya malezi ya mzunguko thabiti wa washiriki tano - lactam:

Walakini, asidi ya ζ-aminoenanthic huunda polima laini kama matokeo ya upungufu wa maji mwilini:

Kuongeza umbali kati ya vikundi vya kazi huongeza uwezekano wa malezi ya macromolecule. Kuendesha baiskeli kama mwelekeo kuu wa athari hutokea tu katika hali hizo wakati mizunguko ya chini ya mvutano wa tano na sita inapaswa kuundwa.

Swali. Glycine (asidi ya aminoacetic) haina uwezo wa condensation chini ya hali ya kawaida. Eleza sababu inayowezekana ya jambo hili.

Jibu. Wakati molekuli mbili za glycine zinaingiliana, pete ya diketipiperazine yenye wanachama sita hupatikana kulingana na mpango.

Katika kesi hii, chini ya hali ya kawaida ya awali, polima haijaundwa.

Kulingana na muundo wa vitu vya kuanzia na njia ya kutekeleza majibu, chaguzi mbili za michakato ya polycondensation zinawezekana: usawa na polycondensation isiyo na usawa.

Equilibrium polycondensation ni mchakato wa awali wa polima unaojulikana na viwango vya chini vya viwango na asili ya kubadilishwa ya mabadiliko. Polycondensation ni mchakato wa hatua nyingi, kila hatua ambayo ni mmenyuko wa kimsingi wa mwingiliano wa vikundi vya kazi. Kama posta, inakubalika kwa ujumla kuwa utendakazi upya wa vikundi vya utendaji wa wastaafu haubadiliki na ukuaji wa mnyororo wa polima. Mchakato wa usawa wa polycondensation ni mfumo mgumu wa kubadilishana, awali na athari za uharibifu, ambayo inaitwa usawa wa polycondensation. Kwa ujumla, athari za polycondensation zinaweza kuwakilishwa kama athari za vikundi vya kazi, kwa mfano:

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

Kwa hivyo, usawa wa usawa unaonyeshwa kama ifuatavyo:

K n p =

Maana KWA P p ni mara kwa mara katika hatua zote za polycondensation, i.e. haitegemei kiwango cha upolimishaji. Hivyo, kwa ajili ya awali ya polyethilini terephthalate saa 280 ° C KWA P p = 4.9, na polyhexamethylene adipamide katika 260°C KWA P p = 305.

Sababu zinazoathiri uzito wa Masi na utofauti wa polima za polycondensation. Kiwango cha jumla cha mchakato wa polycondensation kinaweza kukadiriwa kwa kuamua idadi ya vikundi vya utendaji katika sampuli zilizochukuliwa kutoka kwa mchanganyiko wa majibu kwa vipindi tofauti vya wakati. Matokeo yanaonyeshwa na kiwango cha kukamilika kwa majibu X m, ambayo inafafanuliwa kama idadi ya vikundi vya utendaji ambavyo vimeitikia wakati wa sampuli.

Kama N 0 ni nambari ya awali ya vikundi vya utendaji vya aina moja, a Nt- idadi ya vikundi ambavyo havikuguswa wakati wa sampuli t, Hiyo

Kazi. Kuhesabu kiwango cha kukamilika kwa athari za polycondensation ya asidi 8-aminocaproic ikiwa maudhui ya awali ya vikundi vya carboxyl yalikuwa. N 0 = 8.5 10 -3 eq/g, na ya mwisho - Nt= 2.4 · 10 -4 eq/g.

Suluhisho. Mpango wa majibu ni kama ifuatavyo:

Kwa kutumia fomula (5.56) tunapata hiyo X m = 0.971.

Ili kupata polima na uzani wa juu wa Masi, monoma huchukuliwa kwa viwango sawa. Kila kikundi kinachofanya kazi cha dutu moja ya kuanzia kinaweza kuguswa na kikundi kinachofanya kazi cha dutu nyingine inayoanzia wakati wa polycondensation.

Walakini, mmenyuko wa usanisi wa polyamides au polyesters kawaida huchochewa na H +. Mchakato wa uenezaji wa kikundi cha kaboksili kinachojibu unaweza kufanywa kwa sababu ya kikundi cha pili cha NOOC. Kwa hivyo, kiwango cha mmenyuko kati ya diamine na diasidi au diol na diasidi kinaweza kuelezewa kwa mtiririko huo kama

-dC/dt = K n;
-dC/dt = K n[COOH][COOH][OH].

Kwa kuzingatia usawa wa vikundi vya utendaji vinavyoathiriwa na kuzingatia kuwa = [OH] = [HOOC] = NA, tuna

Wapi NA- mkusanyiko wa vikundi vya kazi; K uk- kiwango cha majibu mara kwa mara.

Baada ya kuunganishwa kwa t= 0 na NA = NA 0 tunayo

Kazi. Kuhesabu kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa polycondensation ya asidi ya sebacic ( M 0 = 202) na 2,5-toluenediamine ( M 0 = 122), ikiwa baada ya dakika 40 ya majibu kwa 260 ° C mkusanyiko wa vikundi vya carboxyl Nt= 1.7 · 10 -4 eq/g.

Suluhisho. Mpango wa majibu ni kama ifuatavyo:

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.

Tunahesabu mkusanyiko wa awali wa vikundi vya carboxyl kwenye mchanganyiko wa awali, kwa kuzingatia kwamba moles 2 za monoma zinashiriki katika majibu:

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

Kwa kutumia fomula (5.58), tunaamua kiwango cha majibu mara kwa mara:

Kwa kuzingatia kwamba hakuna kiasi kikubwa cha mfumo kinachoondolewa wakati maji yanaondolewa [i.e. tunaweza kudhani kwamba Pamoja na t = C 0 (1 - X m)], tunayo

Kazi. Amua kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa polycondensation ya asidi ya adipic na ethylene glycol K uk na ujue kama inabadilika na kuongezeka kwa ukubwa wa molekuli za dutu inayoitikia, ikiwa dutu hii inachukuliwa kwa usawa.

Mchele. 5.7. Uraibu (1 - X m) -2 kutoka kwa muda wa polycondensation t

kiasi na maadili yafuatayo ya kiwango cha kukamilika kwa majibu yalipatikana kwa muda fulani:

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

Suluhisho. Kulingana na equation (5.59), ikiwa K uk haibadiliki na mabadiliko katika saizi ya molekuli zinazojibu, basi utegemezi 1/(1 - X m) 2 = f(t) lazima iwe ya mstari. Tunaunda grafu ya utegemezi (Mchoro 5.7), baada ya hapo awali kuhesabu maadili 1/(1 - X m) 2:

100; 400; 625; 2500; 1000.

Utegemezi wa mstari (tazama Mchoro 5.7) huzingatiwa tu kwa viwango vya chini vya kukamilika kwa majibu. Mpango wa majibu ni kama ifuatavyo:

Kwa kutumia equation (5.59) tunahesabu K uk Kwa t= dakika 40:

= 5.4 · 10 4 .

Kiwango cha jumla cha mchakato wa polycondensation kinaweza kuelezewa na equation

Wapi K uk- kiwango cha mara kwa mara cha mmenyuko wa polycondensation; X m ni idadi ya vikundi vya utendaji vya monoma vilivyotenda wakati huo t; a- kiasi cha bidhaa ya chini ya Masi iliyotengenezwa kwa muda t; KWA P p ni usawa wa polycondensation mara kwa mara.

Ili mmenyuko wa polycondensation uelekezwe kwenye uundaji wa polima, kiasi cha bidhaa yenye uzito wa chini wa Masi iliyopo kwenye mchanganyiko wa mmenyuko lazima iwe kidogo.

Kazi. Amua usawa wa polycondensation mara kwa mara "polycondensation - hidrolisisi" ikiwa wakati wa polycondensation ya benzidine na asidi ya subberic katika dakika 30, uwiano wa vikundi vya carboxyl vilivyoingia kwenye mmenyuko ni 0.84; maudhui ya maji katika mfumo ni 0.1 · 10 -3 mol / g; K n = 400; V= 1.3 · 10 -2 mol/(g · min).

Suluhisho. Mpango wa majibu ni kama ifuatavyo:

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 .

Kiwango cha wastani cha upolimishaji wa bidhaa ya polycondensation hutegemea maudhui ya bidhaa ya mmenyuko wa uzito wa chini wa Masi, inayobadilika kwa mujibu wa usawa wa usawa wa polycondensation, sawa na (6.49). Lakini

Wapi p a- sehemu ya molekuli ya bidhaa yenye uzito mdogo wa Masi iliyotolewa wakati wa polycondensation.

Kazi. Amua kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha mabaki ya ethilini glikoli dg katika% (wt.) wakati wa majibu ya polycondensation ya diethylene glikoli terephthalate katika mchakato wa kuzalisha polima yenye uzito wa molekuli ya 20000, ikiwa KWA P p = 4.9.

Suluhisho. Mpango wa majibu ni kama ifuatavyo:

R uk = 20000/192 = 104.

Kwa kutumia fomula (5.61) tunapata n a:

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

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

Kazi. Kokotoa idadi ya wastani na uzito wa wastani wa uzito wa molekuli ya polima iliyopatikana kutokana na ukolendeshaji wa 4-amino-2-kloroethylbenzene ikiwa kiwango cha kukamilika kwa mmenyuko kilikuwa 99.35%. Tathmini polydispersity ya bidhaa ya majibu.

Suluhisho. Ni rahisi kuonyesha hivyo

Wapi X m ni kiwango cha kukamilika kwa majibu; M 0 - uzito wa Masi ya kitengo cha monoma.

Mpango wa majibu ni kama ifuatavyo:

Kulingana na equation (1.70)

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

Kama N 0 ni nambari ya awali ya vikundi vya kazi vya aina moja, basi kiwango cha kukamilika kwa mmenyuko wa polycondensation inaweza kuonyeshwa kama ifuatavyo:

Suluhisho. Mpango wa mmenyuko wa polycondensation ni kama ifuatavyo.

Tunapata X m kulingana na equation (5.64):

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

Ili kuhesabu muundo wa sehemu ya bidhaa za polycondensation za misombo ya mstari wa kazi mbili, mtu anaweza kutumia mlinganyo wa Flory kama makadirio ya kwanza.

Wapi Wp- sehemu kubwa ya sehemu ya polima na shahada ya upolimishaji P n.

Katika Mtini. Mchoro 5.8 unaonyesha mikondo tofauti ya MWD inayoashiria utawanyiko wa bidhaa za polycondensation katika viwango mbalimbali vya kukamilika kwa mmenyuko. X m. Ni dhahiri kwamba kadiri kiwango cha ubadilishaji wa polima asilia kinavyoongezeka, kiwango cha polidispersity huongezeka.

Walakini, kama matokeo ya athari zinazochangia kuanzishwa kwa usawa wa polycondensation, mara nyingi MWD, hata katika viwango vya juu vya ubadilishaji, ina sifa ya maadili madogo. U(U

Mtini.5.8. Mikondo tofauti ya MMD inayokokotolewa kwa kutumia mlinganyo wa Flory (5.60) kwa digrii mbalimbali za kukamilisha X m ya mmenyuko wa polikondesi (nambari kwenye mikunjo)

Suluhisho. Mpango wa majibu ya usanisi wa polima hii ni kama ifuatavyo.

Kwa kutumia equation (5.65) tunahesabu 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.

Kwa hivyo, majibu yanapozidi, yaliyomo katika sehemu zilizo na uzani wa Masi ya 9000 hupungua.

Wakati maudhui ya aina moja ya kikundi cha kazi katika mchanganyiko wa mmenyuko huongezeka, uzito wa Masi ya polima hupungua (Mchoro 5.9).

Ushawishi wa ziada ya aina moja ya kikundi cha utendaji katika njia ya majibu inaweza kutathminiwa kwa kutumia kanuni ya kutokuwa na usawa ya Korshak. Kwa mujibu wa kanuni hii,

Wapi n' ni idadi ya moles ya kiwanja kisichofanya kazi mara mbili; T' ni idadi ya moles ya kiwanja kinachofanya kazi moja.

Michakato ya polycondensation inaweza kufanywa kwa kuyeyuka (ikiwa monoma na polima ni thabiti vya kutosha kwa joto la kuyeyuka la polima), katika suluhisho, katika awamu dhabiti, na vile vile kwenye kiunganishi kati ya awamu mbili (vimiminika visivyoweza kufikiwa, kioevu - imara, nk). Chini ya hali ya utupu wa juu, kuhakikisha kuondolewa kwa bidhaa za mmenyuko wa uzito wa chini wa Masi, kwa joto chini au juu T pl unaweza kutekeleza mmenyuko wa kabla ya polycondensation (mtawaliwa katika awamu imara au kioevu).

Mifano ya kutatua matatizo

Kuna njia mbili kuu za kupata misombo ya uzani wa juu wa Masi: upolimishaji Na polycondensation

Upolimishaji- mmenyuko wa kuunganishwa kwa molekuli za monoma, kutokea kwa sababu ya kuvunjika kwa vifungo vingi.

Upolimishaji unaweza kuwakilishwa na mchoro wa jumla:

ambapo R ni mbadala, kwa mfano, R = H, - CH 3, Cl, C 6 H 5, nk.

n – shahada ya upolimishaji.

Upolimishaji wa alkadienes na vifungo viwili vilivyounganishwa (1,3 alkadienes) hutokea kwa sababu ya ufunguzi wa vifungo mara mbili katika nafasi 1,4 au 1,2, kwa mfano:

Polima za thamani zaidi (raba) hupatikana kwa upolimishaji wa stereoregular kwenye nafasi ya 1,4 mbele ya vichocheo vya Ziegler-Natta:

Ili kuboresha mali ya rubbers, upolimishaji wa 1,3-butadiene na isoprene unafanywa pamoja na styrene, acrylonitrile, na isobutylene. Athari kama hizo huitwa copolymerizations. Kwa mfano,

ambapo R = - (butadiene - mpira wa styrene),

R = -C º N (butadiene – mpira wa nitrile).

Polycondensation ni mmenyuko wa malezi ya macromolecules kutoka kwa di au misombo ya polyfunctional, ikifuatana na uondoaji wa bidhaa za uzito wa chini wa Masi (maji, amonia, kloridi hidrojeni, nk).

Polycondensation ambayo monoma moja tu inahusika inaitwa homopolycondensation. Kwa mfano,

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

7-hydroxyheptane polima

asidi (monoma)

Kama matokeo ya homopolycondensation ya asidi 6-aminohexanoic

(asidi ya e-aminocaproic) capron ya polymer hupatikana.

Polycondensation inayohusisha monoma mbili zilizo na vikundi tofauti vya utendaji huitwa heteropolycondensation. Kwa mfano, polycondensation kati ya asidi dibasic na alkoholi dihydric husababisha uzalishaji wa polyester:

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

Kama matokeo ya heteropolycondensation ya asidi adipic na hexamethylenediamine, polyamide (nylon) hupatikana.

Mfano 1.

Ni vitengo ngapi vya kimuundo (n) vilivyojumuishwa katika macromolecule ya kloridi ya polyvinyl yenye uzito wa molekuli ya 350,000?

M m polima = 350000

Kuamua idadi ya viungo vya miundo - (n).

1. Mpango wa majibu:

2. Pata molekuli ya molekuli ya kitengo cha msingi

kuongezwa kwa misa ya atomiki ya vitu vilivyojumuishwa katika muundo wake - 62.5.

3. Tafuta (n). Gawanya uzani wa Masi ya kitengo cha msingi: 3500: 62.5 = 5600

Jibu: n = 5600

Mfano 2.

Andika mpango wa malezi ya isobutylene dimer na trimer chini ya hatua ya asidi sulfuriki, kwa kuzingatia utaratibu wa mmenyuko huu (cationic upolimishaji).

Mchakato kama huo wa upolimishaji ulionekana kwa mara ya kwanza na A.M. Butlerov chini ya hatua ya asidi ya sulfuriki kwenye isobutylene.

Kukomesha kwa mnyororo katika kesi hii hufanyika kama matokeo ya uondoaji wa protoni (H +).

Mmenyuko hutokea mbele ya maji, ambayo huchukua protoni, na kutengeneza cation ya hydronium

Kazi za mtihani

191. Ni polima gani zinazoitwa thermoplastic, thermosetting?

192. Andika equation kwa majibu ya copolymerization ya styrene

C6H5–CH=CH2 na butadiene CH2=CH–CH=CH2. Bidhaa ya copolymerization ina mali gani na inatumiwa wapi?

193. Andika milinganyo ya mmenyuko wa upolimishaji wa propylene

СH2=СH–CH3 na isobutylene H2C=C–CH3.

194. Andika mlinganyo wa majibu ya polikondesation ya asidi adipiki HOOC(СH2)4COOH na hexamethylenediamine NH2(СH2)6NH2. Ni bidhaa gani inayoundwa, ina mali gani na inatumiwa wapi?

195. Ni hidrokaboni gani zinazoitwa diene hidrokaboni? Toa mifano. Je! ni fomula gani ya jumla inayoelezea muundo wa hidrokaboni ya diene? Chora mpango wa upolimishaji wa moja ya hidrokaboni ya diene.

196. Ni misombo gani inayoitwa amini? Chora mpango wa uboreshaji wa aina nyingi za asidi ya adipiki na hexamethylenediamine. Jina la polima linaloundwa kama matokeo ya majibu haya ni nini?

197. Piga hesabu ya uzito wa molekuli ya kloridi ya polyvinyl ikiwa kiwango cha upolimishaji ni 200. Andika mlinganyo wa mmenyuko wa upolimishaji wa kloridi ya vinyl.

198. Ni misombo gani inayoitwa amino asidi? Andika fomula ya asidi ya amino rahisi zaidi. Chora mpango wa polycondensation ya asidi ya aminocaproic. Jina la polima linaloundwa kama matokeo ya majibu haya ni nini?

199. Andika milinganyo ya majibu ya utengenezaji wa nailoni kutoka kwa asidi aminokaproic NH2(CH2)5COOH na nailoni kutoka asidi adipiki COOH(CH2)4COOH na hexamethylenediamine NH2(CH2)6NH2.

200. Ni majina gani ya hidrokaboni ambayo isoprene ni mwakilishi? Chora mpango wa copolymerization ya isoprene na isobutylene.

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

CH 3 –H 2 O CH 3

dhamana ya peptidi ya glycine alanine glycylalanini

(gli-ala)

Di-, tri-, .... polipeptidi zinaitwa kwa jina la amino asidi zinazounda polipeptidi, ambapo zote zinajumuisha amino asidi kama itikadi kali huishia - udongo, na amino asidi ya mwisho inasikika bila kubadilika kwa jina.

Resin hupatikana kwa polycondensation ya ε - aminocaproic asidi au upolimishaji wa caprolactam (ε - caproic acid lactam) nailoni:

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

caprolactam polycaprolactam (kapron)

Resin hii hutumiwa katika utengenezaji wa nyuzi za nailoni za syntetisk.

Mfano mwingine wa nyuzi za synthetic ni mwendeshaji.

Enanth ni polyamide ya asidi enanthic. Kiingilizi hupatikana kwa uundaji wa polycondensation ya asidi 7-aminoheptanoic, ambayo humenyuka kama chumvi ya ndani:

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

Enanth hutumiwa kwa ajili ya utengenezaji wa nyuzi za synthetic, katika uzalishaji wa "faux" manyoya, ngozi, plastiki, nk. Fiber za Enanth zina sifa ya nguvu kubwa, wepesi na elasticity.

Vipimo vya kujipima maarifa juu ya mada: "Amino asidi"

1. Taja kiwanja kwa kutumia utaratibu wa utaratibu wa majina

CH 3 - CH - COOH

A) 2-aminopropanoic asidi

B) asidi ya aminopropionic

C) a-alanine

D) 2-aminopropionic asidi

2. Taja kiwanja kwa kutumia nomenclature ya kihistoria

CH 3 - CH - CH - COOH

A) a-amino - b-methylbutyric asidi

B) a-methyl - b- aminobutyric asidi

C) 2-amino-3-methylbutanoic asidi

D) 2-methyl - 3 - asidi ya aminobutanoic

3. Alanine H NH 2 ni ya mfululizo

4. Bidhaa za mmenyuko ni

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. Bidhaa za mmenyuko ni

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-Amino asidi huunda inapokanzwa

A) lactamu

B) ketopiperazines

C) lactoni

D) lactides

7. b-amino asidi huunda wakati moto

A) asidi zisizojaa

B) ketopiperazines

C) lactamu

D) lactoni

8. asidi ya g-amino huunda inapokanzwa

A) lactamu

B) asidi zisizojaa

C) lactides

D) lactoni

9. Polycondensation ya amino asidi hutoa

A) peptidi

C) piperazines

D) polyenes

10. Dhamana ya peptidi katika molekuli za protini ni

11. Polycondensation hutofautiana na upolimishaji:

A) Hakuna uundaji wa bidhaa za uzani wa chini wa Masi

B) Uundaji wa bidhaa zenye uzito mdogo wa Masi

C) Oxidation

D) Mtengano

12. Mwitikio wa ubora kwa asidi-amino ni mmenyuko c:

A) ninhidrini

B) a-naphthol

13. Bidhaa za athari katika muundo wa Strecker-Zelinsky zimepewa majina:

CH 3 HCN NH 3 2 HOH (HCl)

CH = O A B C

A) A-α-hydroxynitrile asidi ya butyric; B- α-aminonitrile asidi butyric; C-

D, L - alanine;

B) A-α-hydroxynitrile asidi ya propionic; B- α-aminonitrile ya asidi aminopropionic, C-D, L - alanine;

C) A-α-hydroxynitrile asidi ya valeric; B-α-aminonitrile ya asidi ya valeric;

C-D, L - threonine;

D) A-α-hydroxynitrile asidi ya propionic; B-α-aminonitrile ya asidi ya propionic; C-

D, L - alanine.

14. Taja vitu vilivyo katika msururu wa mabadiliko:

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

CH 2 - H2O A - H2O KATIKA - CH3COOH NA - C2H5OH D

ester ya malonic

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

–NaCl E - CH3COOH, NA - CO2 Z

–2C2H5OH

A) A-nitrosomalon ester; B - ester ya oxymalonic; C-N-acetyloxymmalone ester; D-Na-N-acetyloxymmalonic ester; E-isobutyl-N-acetyloxymmalonic ester; F-isobutyloxymmalone etha; Z-isoleusini;

B) A-nitrosomalon ester; B - ester ya iminomalonic; C-N-acetyliminomalone ester; D-Na-N-acetyliminomalonic ester; E-isobutyl-N-acetyliminomalone ester; F - ether isobutyl aminomalonic; Z-threonine;

C) A-nitrosomalon ester; B - ester ya aminomalonic; C-N-acetylaminomalone ester; D-Na-N-acetylaminomalonic ester; E-isobutyl-N-acetylaminomalonic ester; F-isobutylaminomalone etha; Z-leucine;

D) A-oxymalonic ester; B - nitrosomalon ester; C-N-acetylnitrosomalonic ester; D-Na-N-acetylnitrosomalon ester; E-isobutyl-N-acetylnitrosomalone ester; F-isobutylnitrosomalon etha; Z-valine.

WANGA

Wanga ni kundi kubwa la vitu vya kikaboni vinavyosambazwa sana katika asili. Hizi ni glucose, sucrose, wanga, selulosi na kadhalika.

Kila mwaka, mimea kwenye sayari yetu huunda wingi mkubwa wa wanga, ambayo inakadiriwa kuwa na tani 4 * 10 10 za kaboni. Takriban 80% ya vitu vya kavu vya mmea hutoka kwa wanga na 20-30% kutoka kwa viumbe vya wanyama.

Neno "wanga" lilipendekezwa mwaka wa 1844 na K. Schmidt, kwa kuwa wengi wa vitu hivi vinahusiana na formula. Сn(H2O)m. Kwa mfano, molekuli ya glukosi ina formula C 6 H 12 O 6 na ni sawa na atomi 6 za kaboni na molekuli 6 za maji. Baadaye, wanga zilipatikana ambazo hazifanani na utungaji huu, kwa mfano, deoxyhexose (C 6 H 10 O 5), lakini neno hilo limehifadhiwa hadi leo.

Wanga imegawanywa katika vikundi viwili vikubwa - haya ni wanga rahisi au monosaccharides (monoses), vitu ambavyo havipiti hidrolisisi, kwa mfano, glucose, fructose. Pentoses na hexoses ni kawaida zaidi katika asili. Kundi la pili ni wanga tata, ambayo juu ya hidrolisisi hutoa monosaccharides. Wanga tata, kwa upande wake, imegawanywa katika oligosaccharides na polysaccharides. Oligosaccharides hujumuisha mabaki ya monosaccharide mbili hadi kumi. "Oligos" maana yake halisi ni "wachache". Oligosaccharides rahisi zaidi ni disaccharides (bioses), yenye mabaki mawili ya monosaccharide. Kwa mfano, sucrose C 6 H 12 O 6 ina mabaki ya monosaccharides mbili: glucose na fructose. Oligosaccharides yenye mabaki ya monooses tatu huitwa trioses, wale wa nne huitwa tetraoses, na kadhalika. Polysaccharides (polyoses) huundwa kutoka kwa monosaccharides kama matokeo ya polycondensation yao, ambayo ni, polyoses ni polima za heterochain au biopolymers, monomers ambayo ni monosaccharides. Polima za Heterochain zina kwenye mnyororo wao sio tu atomi za kaboni, lakini pia atomi za oksijeni, kwa mfano:

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

Wanga