Вопрос 2. Ионная полимеризация.

Полимеризация – процесс получения высокомолекулярных веществ, при котором молекула полимера образуется путём последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества к активному центру на конце растущей цепи

Ионная полимеризация.

Различают два типа цепной Ионной полимеризации: катионную; анионную.

При катионной: реакционноспособный конец заряжен положительно, при анионной – реакционноспособный конец заряжен отрицательно.

Промежуточно-активные центры могут сосуществовать в равновесии, в виде свободных форм ионов, ионных пар, поляризованных комплексов.

Смещение равновесия в ту или иную сторону путем изменения условий проведения реакции (температура, катализатор, растворитель) позволяет воздействовать на кинетику процесса и структуру продуктов реакции. Процесс ионный сложнее, т.к. трудно исследовать промежуточные продукты.

• Катионная полимеризация.

В катионную полимеризацию легко вступают ненасыщенные соединения (виниловые диеновые мономеры, содержащие электроно-донорные заместители у двойной связи: изобутилен, изопрен). С увеличением электроположительности заместителя способность виниловых мономеров к катионной полимеризации возрастает. В полимеризацию могут вступать некоторые карбонил-содержащие соединения по связи С=О. Циклические соединения вступают в процесс за счет разрыва цикла (лактаны, лактоны, ацетали, формали). Изобутилен, триоксан, гексалан, татрагидрофуран – полимеризуются только по катионному механизму.

Катионная полимеризация – цепной процесс. Катализаторами служат электроно-акцепторные соединения (кислоты Льюиса, протонные кислоты Н₂SO₄, HClO₄, а также реагенты Фриделя-Крафтса – апротонные кислоты). При апротонных кислотах как правило необходимы сокатализаторы – Н₂О, спирты и др, образующие комплексы с катализатором. Обрыв цепи – явление редкое (в отличие от радикальной полимеризации) и реакция обрыва цепи имеет первый порядок относительно концентрации активных центров (у радикальной порядок = 0,5).

• Анионная полимеризация.

Легко вступают виниловые диеновые мономеры, содержащие электроно-акцепторные заместители у двойной связи (стирол). Катализаторами служат электроно-донорные соединения (щелочные металлы, амиды). После превращения всех мономеров сохраняются активные полимерные ионы.

«Живые цепи» - реакция увеличения роста цепи не происходит. Кинетика такого процесса определяется только отношением констант скоростей реакции инициирования. В данном случае К_{ИНИЦИИРОВАНИЯ}>>>К_РОСТА. Это приводит к узкому молекулярно-массовому распределению. Скорость зависит от природы растворителя и возрастает с увеличением диэлектрической проницаемости.

Вопрос 3. Полимерные композиционные материалы.

ПКМ – это новый большой класс веществ, включающих различные двух- и многофазные системы, у которых одной из непрерывных фаз или матрицей является органический полимер. В зависимости от формы и природы вещества в другой фазе (наполнители) ПКМ подразделяются:

1. Дисперснонаполненные.

2. Наполненные дискретными волокнами или чешуйками (усиленные).

3. Волокнистые ПКМ (или армированные непрерывными волокнами).

4. Газонаполненные (или пенополиматериалы).

5. Полимер-полимерные смеси.

Замена специальных деталей машин на композиционные материалы позволяет снизить массу деталией и сэкономить топливо и электроэнергию.

Сочетание прочностных и упругих характеристик на единицу веса.

- прочность.

- композиционные материалы в 4 раза превосходят лучший металлический сплав, коррозионная устойчивость намного выше.

Комбинируя объемное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, получать композиционные материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости и другими специальными свойствами. Композиционные материалы своим прообразом имеют широко известный железобетон, представляющий собой сочетание бетона, работающего на сжатие, и стальной арматуры, работающей на растяжение.

Билет №6