13.1. Классификация процессов пк

В основу классификации процессов поликонденсации могут быть положены различные признаки – структура образующихся продуктов, число и характеристика мономеров, участвующих в реакциях и т. д. В линейной поликонденсации участвуют бифункциональные мономеры, приводящие к получению линейных полимеров. Для проведения сетчатой (трехмерной) поликонденсации необходимо использование мономеров с тремя или большим числом функциональных групп. В этом случае образуются пространственно сшитые полимеры. Выделяют также циклополиконденсацию, приводящую обычно к получению лестничных полимеров, имеющих структуру двух параллельных цепей, соединенных поперечными связями.

Поликонденсацию, в которой участвуют бифункциональные мономеры одного типа, называют гомополиконденсацией. Типичным примером гомополиконденсации является синтез полиэфиров из оксикислот:

Поликонденсация, в которой участвуют мономеры различных типов, т. е. мономеры, содержащие функциональные группы, реагирующие только с функциональными группами другого мономера, называют гетерополиконденсацией (например, синтез полигексаметиленадипамида из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты):

К сополиконденсации относят процессы с участием двух или большего числа мономеров, каждый из которых способен образовать собственный полимер. Например, по реакции сополиконденсации осуществляется синтез смешанного полиамида аминокопроновой и аминоэнантовой кислот:

Интерсополиконденсация протекает с одновременным участием трех мономеров:

, , ;

у первых двух, называемых сомономерами, группы «a» и «b» между собой не взаимодействуют, а взаимодействуют только с функциональной группой «с» интермономера. Примером такой реакции может служить поликонденсация двух диаминов и дикарбоновой кислоты:

13.2. Полимеры, получаемые пк

1. Полиэфиры получаются реакциями двухатомных спиртов с дикарбоновыми кислотами или их эфирами:

пример – получение полиэтилентерефталата (является одним из термостойких полимеров: t_пл≈265°С).

2. Полиамиды - получаются реакциями диаминов с дикарбоновыми кислотами:

Пример:

- реакция проводится в расплаве и получается полимер Nylon-66 (первая цифра - количество метиленовых групп в диамине, вторая – количество атомов углерода в дикарбоновой кислоте).

Для проведения реакции полиамидирования в более мягких условиях используют мономеры с «активированными» карбоксильными группами:

- «активированный» гидроксисукцин имидный эфир карбоновой кислоты

- хлорангидрид карбоновой кислоты

Для получения термо- и теплостойких полимеров реакцию поликонденсации проводят в несколько стадий.

3. Поликарбонаты

4. Полисульфоны

Пример: поликонденсация бис-фенола А и дихлордифенилсульфона

образующийся в процессе хлороводород связывают гидроксидом натрия, который добавляется в реакционную смесь.

5. Полисилоксаны

Пример: получение полидиалкилсилоксанов

Большинство полисилоксанов обладают высокой термостойкостью.

6. Получение сетчатых (трехмерных) полимеров поликонденсацией (для этого необходимо присутствие полифункциональных мономеров)

Пример – получение фенолформальдегидных смол.

Эта реакция, открытая в 1909 г. Бакеландом, лежит в основе первого промышленного процесса получения пластмасс и композитов (резины, бакелит) и до сих пор находит широкое практическое применение.

7. Эпоксидные смолы

Благодаря тому, что реакция «отверждения» эпоксидных композиций происходит при умеренных температурах, без выделения низкомолекулярных продуктов и практически без усадки, ее широко используют для получения высокопрочных армированных композитов.

8. Полиуретаны

В реакцию «отверждения» в качестве гликолей обычно вводят олигомеры с М ~ 10³ – 10⁴ с концевыми гидроксильными группами на основе полиоксиэтилена, полибутадиена, полистирола и др. (олигомерная технология). Тем самым, получают целую серию материалов с широким спектром физико-механических свойств, гидрофильно-гидрофобного баланса, биосовместимости.

9. Продукты окислительной полимеризации

Это особый вид неравновесных поликонденсационных процессов, в которых непосредственное участие принимает окислитель.

Рассмотрим два важных примера:

Полифениленоксид

Продуктом является инженерный термопластик с высокими физико-механическими свойствами и теплостойкостью. При использовании незамещенных фенолов получают сшитые полимеры, не поддающиеся переработке.

10. Полианилин

Полианилин – это интенсивно окрашенный (синий или зеленый) полимер с высокой электропроводимостью.