Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Химические реакции полимеров. Классификация

Содержание

Полимераналогичные превращения. Примеры. 1. Изменение свойств уже существующих полимеров. Пример: модификация целлюлозы ДинитроцеллюлозаТринитроцеллюлоза+ КамфораЦеллюлоид
Химические реакции полимеров. Классификация. реакции, не сопровождающиеся изменением степени полимеризации реакции, приводящие Полимераналогичные превращения. Примеры. 1. Изменение свойств уже существующих полимеров. Пример: модификация целлюлозы ДинитроцеллюлозаТринитроцеллюлоза+ КамфораЦеллюлоид Полимераналогичные превращения. Примеры. 2. Получение полимеров, которые нельзя получить непосредственно из мономеров. Полимераналогичные превращения. Эффект соседа. Полимераналогичную реакцию можно считать псевдомономолекулярной, так как концентрация Полимераналогичные превращения. Эффект соседа. ln[A]t«Эффект соседа» отсутствуетЗамедляющий «эффект соседа» Ускоряющий «эффект соседа» Полимераналогичные превращения. Нет эффект соседа. Пример. «Эффект соседа» отсутствует, kAAA = kBAA Полимераналогичные превращения. Ускоряющий эффект соседа. Пример. «Ускоряющий эффект соседа» , kAAA < Полимераналогичные превращения. Замедляющий эффект соседа. Пример. «Замедляющий эффект соседа» , kAAA > Полимераналогичные превращения. Другие полимерные эффекты На скорость полимераналогичных превращений могут оказывать другие Конформационный эффект. Щелочной гидролиз поливинилацетатаРастворитель – вода - ацетонИзменяется качество растворителя ⇒ изменяется конформация макромолекул Конфигурационный эффектПиролиз полиметакриловой кислотыизо-тактическаясиндио-тактическаяатактическая? Электростатический эффектЩелочной гидролиз полиакрилатов /NaOH, H2O+ацетонизо-тактическийсиндио-тактическийатактический?концентрация ОН-?конфигурацонный эффект + электростатический эффект Надмолекулярный эффект Окисление полипропиленаСкорость уменьшается при предварительной ориентации полимера Хлорирование полиэтилена в Концентрационный эффект кислотный гидролиз в присутствии полистиролсульфокислотысложный эфирп-толуолсульфокслотасложный эфирполистиролсульфокслотамолекулы катализатора и молекулы Внутримолекулярные реакции. Примеры. Внутримолекулярные реакции – реакции, приводящие к изменению структуры (скелета) Т = 300-400оСПример 2: пиролиз полиакрилонитрила Пиролиз полиакрилонитрила.. Т = 600-700оС+ H2Т = 600-1300оС+ H2 + N2 Углеродное Реакции сшивания (вулканизации). ПримерыПример 1: вулканизация полибутадиенового каучука серой (нагревание каучука с Реакции сшивания (вулканизации). ПримерыПример 2: Вулканизация полиэтилена – получение сшитого полиэтиленового каучука. Реакции отверждения смол . Пример 1: отверждение фенолформальдегидных смол Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных смол Стадия первая: синтез Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных смол Стадия вторая: сшивание молекул форполимера диаминами. Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных смол ДЕСТРУКЦИЯ (случайная)ХИМИЧЕСКАЯ (гетероцепных полимеров) Реакции деполимеризации. На примере полиметилметакрилата.Т ≥ 220оСМеханизм реакции деполимеризации (цепной, свободнорадикальный)I. Инициирование Деполимеризация полиметилметакрилата: механизм.I. Инициирование (образование свободных радикалов):II. Развитие цепи (собственно деполимеризация): Деполимеризация полиметилметакрилата: механизм.II. Обрвыв цепи (гибель свободных радикалов):Т ≥ 250оСОлигомеры разной структуры Термическая деструкция полиметилакрилата: механизм.Реакция деполимеризации протекаетНо конкурирующая реакция передачи цепи на полимер протекает МНОГО БЫСТРЕЕ Термическая деструкция полиметилакрилата: механизм.Произошла реакция деструкции: цепь расщепилась на два более коротких Термолиз различных полимеров и выход мономера-[CH2-CH2]p--[CF2-CF2]p- Термоокислительная деструкция полимеровСамозарождение цепи – при обычных температурах протекает крайне медленноI. Зарождение Термоокислительная деструкция полимеровIII. Разветвление цепи:IV. Стадия деструкции: Термоокислительная деструкция полимеровОбразование свободных радикалов в полимере может происходить не только под Стабилизаторы полимеровСТАБИЛИЗА́ТОРЫ ПОЛИМЕ́РОВ, вещества, которые вводят в состав полимеров для предотвращения их
Слайды презентации

Слайд 2 Полимераналогичные превращения. Примеры.
1. Изменение свойств уже существующих

Полимераналогичные превращения. Примеры. 1. Изменение свойств уже существующих полимеров. Пример: модификация целлюлозы ДинитроцеллюлозаТринитроцеллюлоза+ КамфораЦеллюлоид

полимеров. Пример: модификация целлюлозы
Динитроцеллюлоза
Тринитроцеллюлоза
+ Камфора
Целлюлоид


Слайд 3 Полимераналогичные превращения. Примеры.
2. Получение полимеров, которые нельзя

Полимераналогичные превращения. Примеры. 2. Получение полимеров, которые нельзя получить непосредственно из

получить непосредственно из мономеров.
Пример: получение поливинилового спирта гидролизом

поливинилацетата

Виниловый спирт - неустойчив




Нет «соседей»
Сосед – новая группа В

Один сосед

Два соседа

Эффект соседа – изменение реакционной способности исходных групп А под влиянием появившихся «по соседству» новых групп В.


Слайд 4 Полимераналогичные превращения. Эффект соседа.
Полимераналогичную реакцию можно считать

Полимераналогичные превращения. Эффект соседа. Полимераналогичную реакцию можно считать псевдомономолекулярной, так как

псевдомономолекулярной, так как концентрация второго компонента (например, воды при

гидролизе) много больше концентрации полимерных групп, поэтому её можно считать постоянной и включить в кинетическую константу.

Нет эффекта соседа. Реакционная способность групп –А не зависит от их окружения.
kAAA = kBAA = kBAB = k и [A]AAA = [A]BAA = [A]BAB = [A];






Прямая в координатах ln[A] - t.


Слайд 5 Полимераналогичные превращения. Эффект соседа.



ln[A]
t
«Эффект соседа» отсутствует
Замедляющий «эффект

Полимераналогичные превращения. Эффект соседа. ln[A]t«Эффект соседа» отсутствуетЗамедляющий «эффект соседа» Ускоряющий «эффект

соседа»
Ускоряющий «эффект соседа»
2. Ускоряющий эффект соседа. Появление

соседних групп –В увеличивает скорость реакции превращения групп –А в –В.
kAAA < kBAA < kBAB

3. Замедляющий эффект соседа. Появление соседних групп –В замедляет скорость реакции превращения групп –А в –В.
kAAA > kBAA > kBAB


Слайд 6 Полимераналогичные превращения. Нет эффект соседа. Пример.
«Эффект соседа»

Полимераналогичные превращения. Нет эффект соседа. Пример. «Эффект соседа» отсутствует, kAAA =

отсутствует, kAAA = kBAA = kBAB
Пример: щелочной гидролиз полидифенилметилметакрилата


Наличие двух объёмных фенильных колец стерически исключает влияние соседней группы ⇒ эффект соседа отсутствует.

Распределение прореагировавших и непрореагировавших звеньев
Статистическое: АВВАВААВААВВ


Слайд 7 Полимераналогичные превращения. Ускоряющий эффект соседа. Пример.
«Ускоряющий эффект

Полимераналогичные превращения. Ускоряющий эффект соседа. Пример. «Ускоряющий эффект соседа» , kAAA

соседа» , kAAA < kBAA < kBAB
Пример: щелочной гидролиз

поли-пара-нитрофенилметакрилата

Нуклеофильная атака карбонильного углерода отрицательно заряженным кислородом соседнего звена ускоряет реакцию в 104 паз ⇒ ускоряющий эффект соседа.

Распределение прореагировавших и непрореагировавших звеньев
Блочное: ААААААААВВВВВВВ



OH-

OH-

OH-


Слайд 8 Полимераналогичные превращения. Замедляющий эффект соседа. Пример.
«Замедляющий эффект

Полимераналогичные превращения. Замедляющий эффект соседа. Пример. «Замедляющий эффект соседа» , kAAA

соседа» , kAAA > kBAA > kBAB
Пример: щелочной гидролиз

полиакриламида

Распределение прореагировавших и непрореагировавших звеньев
Чередующееся: АВАВАВАВАВАВАВАВ

Образование водородных связей между -NH2 и –O- резко замедляет реакцию гидролиза ⇒ замедляющий эффект соседа.


Слайд 9 Полимераналогичные превращения. Другие полимерные эффекты
На скорость полимераналогичных

Полимераналогичные превращения. Другие полимерные эффекты На скорость полимераналогичных превращений могут оказывать

превращений могут оказывать другие полимерные эффекты:

Конформационный эффект (гидролиз поливиниацетата,

фепментативный катализ);

Конфигурационный эффект (различие в реакционной способности изо- и синдио- изомеров);

Надмолекулярный эффект (гидратированная и негидратированная целлюлоза), аморфные и кристаллические области полимеров и др.

Другие (концентрационный, электростатический)


Слайд 10 Конформационный эффект. Щелочной гидролиз поливинилацетата
Растворитель – вода -

Конформационный эффект. Щелочной гидролиз поливинилацетатаРастворитель – вода - ацетонИзменяется качество растворителя ⇒ изменяется конформация макромолекул

ацетон
Изменяется качество растворителя ⇒ изменяется конформация макромолекул


Слайд 11 Конфигурационный эффект
Пиролиз полиметакриловой кислоты
изо-тактическая
синдио-тактическая
атактическая
?

Конфигурационный эффектПиролиз полиметакриловой кислотыизо-тактическаясиндио-тактическаяатактическая?

Слайд 12 Электростатический эффект
Щелочной гидролиз полиакрилатов /NaOH, H2O+ацетон
изо-тактический
синдио-тактический
атактический
?
концентрация ОН-
?
конфигурацонный эффект

Электростатический эффектЩелочной гидролиз полиакрилатов /NaOH, H2O+ацетонизо-тактическийсиндио-тактическийатактический?концентрация ОН-?конфигурацонный эффект + электростатический эффект

+ электростатический эффект


Слайд 13 Надмолекулярный эффект
Окисление полипропилена
Скорость уменьшается при предварительной ориентации

Надмолекулярный эффект Окисление полипропиленаСкорость уменьшается при предварительной ориентации полимера Хлорирование полиэтилена

полимера
Хлорирование полиэтилена в твердой фазе
Скорость реакции в аморфных

участках выше, чем в кристаллических

Результатом надмолекулярного эффекта является композиционная неоднородность продуктов полимераналогичных превращений


Слайд 14 Концентрационный эффект
кислотный гидролиз в присутствии полистиролсульфокислоты




сложный эфир
п-толуолсульфокслота
сложный

Концентрационный эффект кислотный гидролиз в присутствии полистиролсульфокислотысложный эфирп-толуолсульфокслотасложный эфирполистиролсульфокслотамолекулы катализатора и

эфир
полистиролсульфокслота
молекулы катализатора и молекулы субстрата равномерно распределены по реакционному

объему

за счет концентрирования кислотных групп в клубках полистиролсульфокислоты достигается более эффективный катализ


Слайд 15 Внутримолекулярные реакции. Примеры.
Внутримолекулярные реакции – реакции, приводящие

Внутримолекулярные реакции. Примеры. Внутримолекулярные реакции – реакции, приводящие к изменению структуры

к изменению структуры (скелета) основной цепи без изменения степени

полимеризации.

Пример 1: пиролиз поливинилового спирта

Поливиниловый спирт

Нагревание

2. Синтез полиацетилена (поливинилена)


Слайд 16 Т = 300-400оС
Пример 2: пиролиз полиакрилонитрила

Т = 300-400оСПример 2: пиролиз полиакрилонитрила

Слайд 17 Пиролиз полиакрилонитрила..
Т = 600-700оС
+ H2
Т = 600-1300оС
+

Пиролиз полиакрилонитрила.. Т = 600-700оС+ H2Т = 600-1300оС+ H2 + N2

H2 + N2
Углеродное (графитовое) волокно. По прочности превосходит

сталь, и гораздо легче по весу (последняя стадия уже не является внутримолекулярной реакцией).

Слайд 18 Реакции сшивания (вулканизации). Примеры
Пример 1: вулканизация полибутадиенового каучука

Реакции сшивания (вулканизации). ПримерыПример 1: вулканизация полибутадиенового каучука серой (нагревание каучука

серой (нагревание каучука с серой при температуре 130 –

160оС. Реакция протекает через образование свободных радикалов).

Атака по двойной связи.

Атака аллильного углерода.


Слайд 19 Реакции сшивания (вулканизации). Примеры
Пример 2: Вулканизация полиэтилена –

Реакции сшивания (вулканизации). ПримерыПример 2: Вулканизация полиэтилена – получение сшитого полиэтиленового

получение сшитого полиэтиленового каучука.
1. Получение частично хлорированного полиэтилена

(полимераналогичная реакция).

2. Вулканизация частично хлорированного полиэтилена.

В результате вулканизации все линейные макромолекулы соединяются в одну гигантскую трёхмерную макромолекул – полимерную сетку.


Слайд 20 Реакции отверждения смол . Пример 1: отверждение фенолформальдегидных

Реакции отверждения смол . Пример 1: отверждение фенолформальдегидных смол

смол


Слайд 21 Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных

Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных смол Стадия первая:

смол
Стадия первая: синтез форполимера – поликонденсация бисфенола А

в избытке эпихлоргидрина (получение низкомолекулярного диэпоксиджа со степенью полимеризации 1 – 25).

Слайд 22 Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных

Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных смол Стадия вторая: сшивание молекул форполимера диаминами.

смол
Стадия вторая: сшивание молекул форполимера диаминами.


Слайд 23 Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных

Реакции отверждения смол . Пример 2: отверждение эпоксидных смол

смол


Слайд 24 ДЕСТРУКЦИЯ (случайная)
ХИМИЧЕСКАЯ (гетероцепных полимеров)

ДЕСТРУКЦИЯ (случайная)ХИМИЧЕСКАЯ (гетероцепных полимеров)

Слайд 25 Реакции деполимеризации. На примере полиметилметакрилата.
Т ≥ 220оС
Механизм реакции

Реакции деполимеризации. На примере полиметилметакрилата.Т ≥ 220оСМеханизм реакции деполимеризации (цепной, свободнорадикальный)I.

деполимеризации (цепной, свободнорадикальный)
I. Инициирование (образование свободных радикалов):
Такие связи разрываются

в первую очередь с образованием устойчивых аллильных радикалов

ИЛИ


Слайд 26 Деполимеризация полиметилметакрилата: механизм.
I. Инициирование (образование свободных радикалов):
II. Развитие

Деполимеризация полиметилметакрилата: механизм.I. Инициирование (образование свободных радикалов):II. Развитие цепи (собственно деполимеризация):

цепи (собственно деполимеризация):


Слайд 27 Деполимеризация полиметилметакрилата: механизм.
II. Обрвыв цепи (гибель свободных радикалов):
Т

Деполимеризация полиметилметакрилата: механизм.II. Обрвыв цепи (гибель свободных радикалов):Т ≥ 250оСОлигомеры разной

≥ 250оС
Олигомеры разной структуры и длины.
НЕТ МОНОМЕРОВ!
Почему

не идет деполимеризация?

Ответ: из-за наличия атома водорода в α-положении при атоме углерода с заместителем. При отрыве этого водорода образуется устойчивый третичный радикал.


α-водород. Из-за него деполимеризация не идет.


Слайд 28 Термическая деструкция полиметилакрилата: механизм.
Реакция деполимеризации протекает

Но конкурирующая реакция

Термическая деструкция полиметилакрилата: механизм.Реакция деполимеризации протекаетНо конкурирующая реакция передачи цепи на полимер протекает МНОГО БЫСТРЕЕ

передачи цепи на полимер протекает МНОГО БЫСТРЕЕ


Слайд 29 Термическая деструкция полиметилакрилата: механизм.

Произошла реакция деструкции: цепь расщепилась

Термическая деструкция полиметилакрилата: механизм.Произошла реакция деструкции: цепь расщепилась на два более

на два более коротких фрагмента, но не образовалось мономера.

Конечным продуктом реакции является смесь олигомеров разной длины и структуры.

Условия успешной деполимеризации:
Температура реакции выше верхней предельной температуры полимеризации (термодинамическое условие);
Наличие четвертичного углеродного атома в цепи (кинетическое условие).


Слайд 30 Термолиз различных полимеров и выход мономера
-[CH2-CH2]p-
-[CF2-CF2]p-

Термолиз различных полимеров и выход мономера-[CH2-CH2]p--[CF2-CF2]p-

Слайд 31 Термоокислительная деструкция полимеров
Самозарождение цепи – при обычных температурах

Термоокислительная деструкция полимеровСамозарождение цепи – при обычных температурах протекает крайне медленноI.

протекает крайне медленно
I. Зарождение кинетической цепи:
R∙ - радикалы, образовавшиеся

из примесей (остатки инициатора, металлы переменной валентности, легко окисляющиеся вещества и др.)

II. Развитие цепи:


Слайд 32 Термоокислительная деструкция полимеров
III. Разветвление цепи:
IV. Стадия деструкции:

Термоокислительная деструкция полимеровIII. Разветвление цепи:IV. Стадия деструкции:

Слайд 33 Термоокислительная деструкция полимеров

Образование свободных радикалов в полимере может

Термоокислительная деструкция полимеровОбразование свободных радикалов в полимере может происходить не только

происходить не только под действием теплоты, но и под

действием света (УФ- и видимая область). Такие процессы называются соответственно фотодеструкцией и фотоокислением.

Старение полимеров – ухудшением эксплуатационных свойств полимеров с течением времени в результате воздействия света, кислорода, тепла и др. факторов внешней среды. В основе процессов старения лежит деструкция.

  • Имя файла: himicheskie-reaktsii-polimerov-klassifikatsiya.pptx
  • Количество просмотров: 186
  • Количество скачиваний: 0