Процесс
полимеризации
Полимеризация в массе
Полимеризация в растворе
Эмульсионная
полимеризация
Достоинства |
Недостатки |
Присутствует только |
Области с повышенной |
мономер - никаких |
температурой, высокая |
добавок. Можно достичь |
вязкость, присутствует |
большой молекулярной |
непрореагировавший |
массы. |
мономер |
Простой температурный |
Необходимо удалять |
контроль, контроль |
растворитель, происходит |
молекулярной массы |
передача цепочки на |
|
растворитель |
Реагирует весь мономер, |
Присутствие поверхностно- |
латекс готов к |
активного вещества может |
употреблению, возможен |
привести к появлению |
температурный |
чувствительности к воде. |
контроль, малая |
|
вязкость |
|
Стереоспецифическая полимеризация
Изотактический полимер
Синдиотактический полимер
•каталитическая полимеризация олефинов с образованием стереорегулярных полимеров.
Катализаторы стереоспецифической полимеризации были открыты К.Циглером, когда он пытался объяснить необычные свойства полученных им полимеров. Другой химик, Дж.Натта, предположил, что уникальность полимеров Циглера определяется их стереорегулярностью.
•Эксперименты по дифракции рентгеновских лучей показали, что полимеры, полученные из пропилена в присутствии катализаторов Циглера, высококристалличны и действительно имеют стереорегулярную структуру. Для описания таких упорядоченных структур Натта ввел термины «изотактический»
и «синдиотактический». В том случае, когда упорядоченность отсутствует, используется термин «атактический».
Катализаторы Циглера–Натта
•Стереоспецифическая реакция протекает на
поверхности твердых катализаторов, содержащих переходные металлы групп IVA–VIII (такие, как Ti, V, Cr, Zr), находящиеся в неполностью окисленном состоянии, и какое-либо соединение, содержащее
углерод или водород, который связан с металлом из групп I–III.
•Классическим примером такого катализатора
является осадок, образующийся при взаимодействии TiCl4 и Al(C2H5)3 (триэтилалюминия) в гептане, где титан восстановлен до трехвалентного состояния.
Эта исключительно активная система катализирует полимеризацию пропилена при обычных температуре и давлении.
Виниловые полимеры
•- это полимеры, сделанные из виниловых мономеров, то есть маленьких молекул, содержащих двойные связи между атомами углерода.
Виниил — углеводородный радикал, производное
этилена, в котором один из атомов водорода удалён (CH2=CH-).
Полипропилен
Полистирол
Поливинилхлорид
Полиизобутилен
Полиметилметакрилат
•Виниловые полимеры получают из виниловых мономеров многими различными способами, как например:
•радикальная виниловая полимеризация
•анионная виниловая полимеризация
•катионная виниловая полимеризация
•полимеризация с катализаторами Циглера- Натта
•полимеризация с металлоценовыми катализаторами
Пластмассы на основе полимеризационных смол
Общее название |
Мономеры |
Виды пластмасс |
полиолефины |
этилен |
полиэтилен |
|
пропилен |
полипропилен |
|
изобутилен |
полиизобутилен |
винипласты |
винилхлорид |
поливинилхлорид |
|
виниловый спирт |
поливиниловый спирт |
|
винилацетат |
поливинилацетат |
полистиролы |
стирол |
Полистирол |
|
|
и его сополимеры |
фторопласты |
фторзамещенные |
Фторопласт-2 |
|
производные |
фторопласт-3 |
|
этилена и его |
|
|
гомологов |
фторопласт-4 |
полиакрилаты |
Акриловая |
Полиметилметакрилат |
|
метакриловая |
(органическое стекло) |
|
кислоты |
|
полиформальдегид |
формальдегид |
полиформальдегид |
Формула
мономера
СН2=СН2 СН2=СН-СН3 СН2=С(СН3)2
CH2=CHCl CH2=CHOH
СНОСОСН3
СН2=СН-С6Н5
CH2=CF2
CF2=CFCl
CF2=CF2
СН2 = СН—СООН СН2 = С(СН3)СООН
СН20
Общие свойства пластмасс на основе полимеризационных смол
•Полимеризационные смолы для получения пластмасс используют без наполнителей.
•Они термопластичны,
•обладают хорошими диэлектрическими свойствами,
•высокой ударной прочностью (кроме полистирола),
•химически стойки,
•большинство из них имеет низкую
теплостойкость.
Общие свойства пластмасс на основе полимеризационных смол
Свойства |
Полиэтилен |
Полипропилен |
Полистирол |
Фторопласт |
Полиметилметакрилат |
Винипласт |
||
|
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
Плотность, г/см3 |
0,92…0,96 |
0,9 |
1,05…1,1 |
2,15…2,35 |
2,1…2,16 |
1,2 |
1,4 |
|
Рабочая |
|
|
|
|
|
|
|
|
температура, ºС: |
|
|
|
|
|
|
|
|
максимальная |
+120 |
+150 |
+80 |
+250 |
+125 |
+60 |
+65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
минимальная |
-70 |
-15 |
-20 |
-270 |
-195 |
-60 |
-40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Разрушающее |
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжение |
12…38 |
25 |
35…40 |
14…31 |
30…50 |
70 |
40…60 |
|
при растяжении, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
Разрушающее |
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжение |
- |
60 |
100 |
20 |
50…57 |
85 |
80…160 |
|
|
||||||||
при сжатии, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
Разрушающее |
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжение |
12…38 |
80 |
50…100 |
13 |
60…80 |
60 |
80…120 |
|
|
||||||||
при изгибе, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительное |
150…900 |
100…400 |
0,4…3,5 |
250…350 |
200 |
2,5...4,0 |
10…50 |
|
удлинение, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ударная вязкость, |
не ломается |
33…80 |
10…22 |
100 |
20…160 |
12 |
50…100 |
|
Дж/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Водопоглощаемость |
0,03…0,04 |
0,03 |
0,05…0,1 |
0 |
0 |
0,17 |
1,0 |
|
(за 24 ч), % |
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельное объемное |
1017 |
1017 |
1014…1017 |
1018 |
1018 |
1012…1013 |
1013…1015 |
|
электрическое |
|
|
|
|
|
|
|
|
сопротивление, Ом.см
Полиэтилен
•– синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов.
•Продукт полимеризации этилена, химическая формула которого С2Н4.
•В процессе полимеризации происходит разрыв двойной связи этилена и образуется полимерная цепь, элементарное звено которой состоит из двух атомов углерода и четырех атомов водорода.
•полупрозрачный белый или -
окрашенный в различные цвета твердый, маслянистый на ощупь полимер. В пламени полиэтилен размягчается, капает и горит синеватым пламенем с выделением запаха парафина. Температура плавления полиэтилена 110—130°.
Радикальная полимеризация этилена
X CH2 |
CH2 |
|
CH2 |
CH2 |
мономер |
|
X |
CH2 CH2 |
|||||
X |
CH2 CH2 CH2 |
CH2 |
полимер |
|||
X |
CH |
CH |
X CH2 |
CH2 |
||
|
2 |
2 |
n |
|
|
|
XCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
n – степень полимеризации
-CH2-CH2- мономерное звено