Материал: Химия органических соединений. Барсукова Л.Г., Хорохордина Е.А

11.3.3. Конденсация карбамида с формальдегидом (опыт проводить в вытяжном шкафу)

Смесь, состоящую из 3 г карбамида (мочевины) и 8 мл формалина, осторожно нагрейте в широкой фарфоровой чашке на плитке, добавив несколько капель 2н. раствора гидроксида натрия. После полного растворения карбамида смесь нагревается ещё несколько минут до превращения её в вязкую массу (карбамидный клей).

Часть клея перенесите в другую чашку, добавьте 1-2 мл воды (можно подкрашенной органическим красителем), нагрейте на плитке до кипения и проведите отверждение полимера с помощью нескольких кристалликов щавелевой кислоты. Напишите уравнения реакций получения и отверждения карбамидоформальдегидного полимера:

Отметьте свойства полимера до и после отверждения.

71

11.3.4. Получение глифталевой смолы

Поместите в широкую пробирку 2 г фталевого ангидрида и 1г глицерина. Закройтепробирку пробкой свставленной внеёвертикальной трубкой и нагрейте на плитке, поддерживаянепрерывноекипениесмесивтечение40-60 минут. Жидкостьв пробирке густеет и в конце нагревания желтеет. С увеличением продолжительности нагреванияувеличиваетсявязкостьпродукта.

Объясните происходящие со временем изменения и напишите уравнение реакцииполиконденсацииглицеринаифталевогоангидрида.

Дайтеполнуюклассификациюполученногополимера.

ХИМИЧЕСКИЕСВОЙСТВАПОЛИМЕРОВ

Химические реакции полимеров в основном мало отличаются от реакций низкомолекулярных органических веществ и обусловливаются присутствием в них определенных функциональных групп. Однако на характер этих реакций оказывают влияниевеличинаистроениеполимерныхмолекул.

Химические превращения могут быть двух видов: полимераналогичные (реакции звеньев цепи) - без изменения степени полимеризации и строения макроцепи

[ R-X ]n →[R-Y]n ,

макромолекулярные - изменяется степень полимеризации, а иногда и структура основнойцепиполимера.

Полимераналогичные превращения открывают большие возможности для химической модификации полимеров и получения новых полимерных материалов.

72

Большинство макромолекулярных реакций ведёт к образованию пространственных структур с одновременным возрастанием молекулярной массы полимера (вулканизация каучуков, отверждение смол и др.) или разрушению (деструкция) полимерной цепи.

Деструкция может быть вредным процессом, с которым надо бороться («старение» полимеров), или полезным - получение мономеров из природных полимеров, установление структуры полимера.

Полимеры могут подвергаться термической, фотохимической, окислительной, радиационной и другим видам деструкции, т.е. разрушению под действием тепла, света, кислорода и радиации соответственно. В результате деструкции уменьшается молекулярная масса макромолекулы, изменяются физические и химические свойства полимеров, что часто делает их непригодными для дальнейшей эксплуатации.

Устойчивость полимеров к действию различных физико-химических факторов зависит от их строения и, прежде всего, от наличия легко окисляющихся групп и числа связей в макромолекуле.

Для замедления деструкции в состав полимеров вводят стабилизаторы, чаще всего антиоксиданты, т.е. ингибиторы реакции окисления (фосфаты, фенолы, ароматические амины).

При пожаре полимеры подвергаются одновременному воздействию тепла и кислорода (термоокислительная деструкция), что ограничивает их использование. Процесс горения полимерных материалов сопровождается значительным выделением энергии, обильным дымообразованием, выделением токсичных продуктов разложения и горения. Все это обусловливает высокую пожарную опасность полимеров и материалов на их основе, которая может быть снижена за счет создания термостойких полимеров, введения ингибиторов горения – антипиренов, применения огнезащитных покрытий.

11.3.5. Свойства каучуков

Мелкие кусочки каучуков разных марок поместите в пробирки и залейте одни бромной водой, а другие раствором перманганата калия (КMnO4). Некоторое время энергично встряхивайте пробирки и отметьте происходящие в них изменения.

Как это можно объяснить? Допишите уравнения происходящих реакций и определите их тип.

73

(метилметакрилата) в присутствии инициатора (пероксида бензоила С6Н5-СО- О-О-СО-С6Н5) и представляет собой бесцветную прозрачную массу.

При 300 0С полиметилметакрилат деполимеризуется с образованием исходного мономера – метилметакрилата.

1.Над пламенем горелки или на асбестовой сетке нагрейте пластинку из органического стекла, затем согните её. Убедитесь, что полимер обладает свойством термопластичности.

2.Соберите установку (рис. 17). Насыпьте в пробирку 1/3 её объёма стружки органического стекла и закройте пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки опустите в другую пробирку, погруженную в стакан с ледяной водой.

Пробирку с полиметилметакрилатом укрепите в штативе наклонно для стекания образующейся жидкости, нагрейте в пламени спиртовки сначала слабо, затем сильно.

Кусочки полимера при нагревании спекаются и постепенно улетучиваются. В приёмнике собирается желтоватая жидкость – метилметакрилат. После остывания содержимое пробирки с продуктами деструкции (деполимеризации) разделите на две части. К одной из них добавьте ~0,5 мл бромной воды, к другой − 0,5 мл подкисленного раствора перманганата калия. Наблюдайте обесцвечивание растворов. О чем это свидетельствует?

Рис. 17. Схема установки для разложения полиметилметакрилата: 1- реакционная пробирка; 2 – приемник; 3 – стакан со льдом

Напишите уравнение реакции термической деструкции исследуемого полимера и уравнения реакций, подтверждающих непредельность продукта разложения.

75