Контрольная работа: Поликонденсация. Пластификация

Основным «потребителем» пластификаторов (до 70 % от объема, выпускаемого промышленностью) является поливинилхлорид, переработка которого в изделия практически невозможна без пластификаторов. Кроме того, природа и количество пластификатора в составе поливинилхлоридных композиций определяет необычайно широкий ассортимент продукции, выпускаемой на их основе: кабельный пластикат, искусственная кожа, пленочные материалы, напольные покрытия, материалы медицинского назначения, полупроницаемые мембраны [4, c. 156 - 158].

До сих пор подразумевалось, что пластификатор является хорошим растворителем полимера, и его молекулы проникают в любую точку полимера, внутрь любых полимерных структур. Такая пластификация получила название внутриструктурной, в отличие от межструктурной пластификации, когда пластификатор является плохим растворителем полимера. Тогда с полимером пластификатор смешивается только в малых количествах, и его молекулы проникают, в основном, в более рыхлые и не упорядоченные межструктурные пространства. Малое количество пластификатора адсорбируется на поверхностях раздела и играет роль граничной смазки, облегчающей подвижность надмолекулярных структур. При межструктурной пластификации из-за увеличения подвижности надмолекулярных структур Tст полимера снижается, но до определенного предела, в отличие от внутриструктурной пластификации [7, c. 200].

Полиизобутилен, получение, свойства и применение

В присутствии воды или соответствующих кислот катализаторы образуют соединения, являющиеся донорами протонов. Образующийся протон присоединяется к углероду непредельного мономера с образованием карбониевого иона, вызывающего полимеризацию:

+ Н2О = [H+(BF3OH)-], или BF3 + HF = [H+(BF4)-];

и т. д.

Присоединение молекул мономера происходит с передачей положительного заряда последнему углеродному атому. Рост молекулы прекращается после отщепления от нее протона в результате взаимодействия положительно заряженной молекулы с анионом кислоты, сопровождающегося выделением воды и исходного галогенида металла:

Наиболее высокомолекулярные полимеры изобутилена получают в присутствии фторида бора, четыреххлористого титана или хлорида алюминия. Получается до 90 % чистого полимера [6, c. 302 - 303].

Мономер - изобутилен пропускают через осушительную колонку, заполненную твердым КОН, и конденсируют в сухой охлаждаемой ловушке.

Трехгорлую колбу емкостью 100 мл, снабженную мешалкой, притертой пробкой и термометром, охлаждают смесью сухого льда с метанолом до -80°С, затем при перемешивании в колбу вносят 10 мл изобутилена и 5 г сухого льда, взятого из центра большой глыбы и содержащего минимально возможное количество влаги. В сухую пипетку объемом 10 мл набирают газообразный трехфтористый бор (при заполнении необходимо использовать сухую промежуточную емкость), затем BF3 вводят в жидкий мономер. Полимеризация начинается мгновенно с образованием каучукоподобного эластичного продукта. Через 45 мин охлаждающий сосуд убирают, так что непрореагировавший мономер может медленно улетучиваться при нагревании до комнатной температуры [1, c. 146].

Свойства полиизобутилена в большой степени зависят от его молекулярной массы. Низкомолекулярный полиизобутилен (3000-5000)- вязкая маслообразная жидкость, применяется в качестве добавок к морозостойким смазкам. Полимер с молекулярным весом 50000- 200000 значительно превосходит полиэтилен и полипропилен по эластичности, морозостойкости и растворимости. Это объясняется пластифицирующим действием метильных боковых групп. Высокомолекулярный полиизобутилен применяется как заменитель каучука, для футеровки химической аппаратуры, изоляции электрических проводов. Полиизобутилен входит в состав резиновых смесей на основе натурального и синтетических каучуков, с которыми он совместим во всех соотношениях. Из сополимеров изобутилена важнейшее техническое значение получили продукты совместной полимеризации изобутилена с изопреном и дивинилом. Для получения мягких резин достаточно ввести в цепочку полиизобутилена всего 2-5 % диенового мономера.

Свойства полиизобутилена зависят не только от молекулярной массы, но и от структуры. Аморфный и кристаллический полимеры отличаются по своим свойствам. Кристаллический полимер имеет плотность 0,91-0,93 г/см3, температуру плавления в пределах 125 °С; растворяется в углеводородах и их галоидпроизводных, в сероуглероде, в спиртах и ацетоне полиизобутилен только набухает.

Полиизобутилен характеризуется малой газопроницаемостью. Предел его прочности при растяжении составит 6000-7000 кПа, относительное удлинение при разрыве- 1000 %. При введении наполнителей (сажи) прочность полиизобутилена можно повысить до 11000- 16000 кПа [6, c. 303].

Литература

поликонденсация пластификация полимер полиизобутилен

1. Браун Д., Шердрон Г. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров. - М.: Химия, 1976. - 256 с.

. Практикум по химии и физике полимеров / Аввакумова Н. И. - М.: Химия, 1990. - 304 с.

. Семчиков Ю. Д. Введение в химию полимеров. - М.: Высшая школа, 1988. - 151 с.

. Семчиков Ю. Д. Высокомолекулярные соединения. - М.: Академия, 2005. - 368 с.

. Тугов И. И., Кострыкина Г. И, Химия и физика полимеров. - М.: Химия, 1989. - 432 с.

. Химия и физикохимия полимеров / Анохин В. В. - К.: Вища школа, 1987. - 399 с.