Вопрос 1: Способы проведения поликонденсации

Полик. в расплаве явл. в наст. вр. наиболее распространенным способом, широко используемым в пром-сти для получ. ряда п-ров (полиэфиров, полиамидов и др.). Этот способ применяется также в тех случ., когда исх. вещ-ва и синтезируемый п-р устойчивы при темп-ре плавления и могут выдерживать длительное нагревание в расплавленном состоянии без разложения. Поэтому полик. в р-ве используется для получ. п-ров со сравнительно невысокой темп-рой плавл. (до 300⁰С). Достоинствами пр-са полик. в р-ве явл. высокое качество п-ра и отсутствие необходимости удалять из п-ра растворитель и регенерировать его.

Технология пр-са сравнительно проста. Исх. м-ры смешивают и нагревают в реакц. аппарате в теч. нескольких часов при темп-ре выше темп-ры плавления синтезируемого п-ра. Для уменьшения вероятности протекания побочных р-ций, напр. окисления, пр-с проводят обычно в среде инертного газа (азота). Полик. заканчивают в вакууме для более полной отгонки НМС.

Р-цию в р-ве чаще всего используют для проведения равновесной полик. Иногда в р-ве можно осуществлять и неравновесные пр-сы. Однако неравновесные пр-сы сопровождаются значительным тепловыделением, происходящим за сравнительно короткое вр., что объясняется довольно большими скоростями пр-са и высокими конц. исх. вещ-в. Поэтому для снижения тепловыделения и облегчения управления пр-сом исх. м-ры вводят в реакц. систему не сразу, а постепенно.

Полик. в растворе позволяет проводить р-цию при более низкой темп-ре, поэтому этот способ используют в тех случ., когда исх. компоненты и п-р неустойчивы при темп-ре плавления.

Р-цию обычно проводят в растворителях, в кот. растворимы и исх. вещва и образующийся пр. Можно применять растворитель, в кот. хорошо растворяются лишь исх. вещ-ва, а п-р плохо растворим или совсем не растворим. Однако ММ получаемого при этом п-ра, как пр., невысока.

Р-ция в р-ре при нагревании протекает с довольно высокой скоростью и может быть доведена до глубоких степеней превращ., т.к. в присутствии растворителя уменьшается вязкость системы, улучшается отвод выделяющегося тепла и обеспечиваются более мягкие условия протек. р-ции.

Наиболее глубоко полик. протекает в тех растворителях, в кот. выделяющийся НМ продукт плохо растворим и легко удаляется отгонкой, особенно если он образует азеотропную смесь

НМ продукт может быть также удален из сферы р-ции за счет образования хим. соединения с растворителем или путем добавления вещ-в, связывающих НМ продукт. Этот способ обычно используют при полик. хлорангидридов дикарбоновых к-т с диаминами или двухатомными фенолами при синтезе полиамидов и полиэфиров. Выделяющийся НСl связывают основаниями, напр. третичными аминами.

Полик. в р-ре им. некоторые тех. преимущества перед др. способами полик. Она проводится в более мягких темп-рных усл., позволяет исключить местные перегревы за счет более интенсивного теплообмена, не требует применения вакуума и инертного газа, а следовательно, сложной аппаратуры. Однако синтез п-ров этим способом связан с необходимостью проведения таких операций, как приготовление растворов м-ров, регенерация растворителя, промывка п-ра, его фильтрация, сушка и т.п.

Способ полик. на поверхности раздела двух несмешивающихся жидких фаз наз. межфазной полик. В некоторых случ. этот способ применяется для промышленного получения п-ров, напр. полиамидов и полиэфиров.

При проведении межфазной полик. исх. м-ры растворяют отдельно в двух несмешивающихся жидкостях. Обычно одной из них является вода, другой – не смешивающийся с водой растворитель, инертный к м-рам. При синтезе полиамидов и полиэфиров применяют водный р-р диамина или двухатомного фенола (к кот. для связывания выделяющегося НСl добавляют щелочь) и р-р хлорангидрида дикарбоновой к-ты в УВ. На границе раздела водной и УВ фаз образуется п-р. Для ускорения пр-са применяют перемешивание. Полученный п-р отфильтровывают, промывают и высуш.

Межфазная полик. имеет ряд достоинств, к числу которых можно отнести большие скорости пр-са при низких темп-рах и атмосферном давл., а также возможность получения высокоплавких п-ров. Однако применение этого способа ограничивается необходимостью использовать м-ры с высокой реакционной способностью и большие объемы р-ров исх. реагентов, поскольку при межфазной полик. применяют довольно разбавленные р-ры.

Пр-сы полик., протекающие исключительно в тв. фазе, в пром-сти не применяются. Обычно используются пр-сы, в кот. первая стадия протекает в р-ре или р-ве, а последняя – в тв. фазе. Примером такого пр-са является трехмерная полик., широко применяемая в настоящее вр. в пром-сти для получения ряда п-ров (фенолоальдегидных, эпоксидных и др.).