Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

ветственно реакцию полимеризации называют карбониевой,
или катионной. Отрицательно заряженный ион углерода (С
-
)
– карбанион, а реакция полимеризации – карбанионная, или
просто анионная. Для превращения углерода в ион приме-
няют различные катализаторы, и поэтому ионная полимери-
зация называется также каталитической.
Катионная полимеризация. Процесс получения
полимеров протекает в три стадии:
1. Превращение мономера в активную форму – кати-
он:
а) образование активных центров;
б) переход мономера в катион.
2. Рост цепи. К карбониевому иону присоединяются
мономеры с образованием высокомолекулярных катионов
посредством цепного процесса.
3. Обрыв цепи. Разрушение или превращение макро-
иона с образованием макромолекулы.
Катализаторами катионной полимеризации применяют
чаще всего галогениды металлов, т.е. катализаторы Фриде-
ля-Крафтса. Наиболее широко применяемые соединения:
AlCl
3
, BF
3
, SnCl
4
, TiCl
4
и др., а также неорганические кисло-
ты. Катализаторы катионной полимеризации активируются
сокатализаторами – водой, галогенводородами и др. соеди-
нениями. Например, при полимеризации мономеров в при-
сутствии катализаторов и сокатализаторов первой стадией
является образование комплексной кислоты:
BF
3
+ HF Æ H
+
[BF
4
]
-
;
SnCl
4
+ H
2
O Æ H
+
[SnCl
4
OH]
-
Так, механизм катионной полимеризации виниловых
мономеров:
1. Активация:
BF
3
+ HF Æ H
+
[BF
4
]
-
СН
2
=СН + Н
+
[BF
4
]
-
Æ CH
3
-C
+
HBF
4
-
| |
Х Х
Присоединение протона идет согласно правилу Мар-
ковникова В.В.
2. Рост цепи состоит из множества элементарных ак-
тов присоединения молекулы мономера к растущей ион-
ной паре:
CH
3
-C
+
HBF
4
-
+ СН
2
=СН Æ CH
3
-CH-CH
2
-C
+
HBF
4
-
| | | |
Х Х Х Х
CH
3
-CH-CH
2
-C
+
HBF
4
-
+ CH
2
=CH Æ …….... Æ
| | |
Х X Х растущий карбкатион
Æ CH
3
-CH-[CH
2
-CH]
n
-CH
2
-C
+
HBF
4
-
| | |
X X X
макрокарбокатион
3. Обрыв цепи происходит в результате ряда реакций:
а) CH
3
-CH-[CH
2
-CH]
n
-CH
2
-C
+
HBF
4
-
Æ
| | |
X X X
Æ CH
3
-CH-[CH
2
-CH]
n
-CH=CH + H
+
BF
4
-
(HF+BF
3
)
| | |
Х Х Х
макромолекула
б) CH
3
-CH-[-CH
2
-CH-]
n
-CH
2
-CH-BF
4
→
| | |
Х Х Х
макромолекула
→ СН
3
-СН-[-СН
2
-СН-]
п
-СН
2
-СН-F +ВF
3
| | |
X X X 
ветственно реакцию полимеризации называют карбониевой,                Присоединение протона идет согласно правилу Мар-
или катионной. Отрицательно заряженный ион углерода (С-)        ковникова В.В.
– карбанион, а реакция полимеризации – карбанионная, или              2. Рост цепи состоит из множества элементарных ак-
просто анионная. Для превращения углерода в ион приме-             тов присоединения молекулы мономера к растущей ион-
няют различные катализаторы, и поэтому ионная полимери-            ной паре:
зация называется также каталитической.                              CH3-C+HBF4- + СН2=СН Æ CH3-CH-CH2-C+HBF4-
     Катионная полимеризация. Процесс получения                         |                              |                |        |
полимеров протекает в три стадии:                                       Х                              Х                Х       Х
     1. Превращение мономера в активную форму – кати-
он:                                                                CH3-CH-CH2-C+HBF4- + CH2=CH Æ …….... Æ
     а) образование активных центров;                                   |               |                           |
     б) переход мономера в катион.                                      Х               X                       Х           растущий карбкатион
     2. Рост цепи. К карбониевому иону присоединяются
мономеры с образованием высокомолекулярных катионов                  Æ CH3-CH-[CH2-CH]n-CH2-C+HBF4-
                                                                                |              |            |
посредством цепного процесса.
                                                                            X                  X            X
     3. Обрыв цепи. Разрушение или превращение макро-                                         макрокарбокатион
иона с образованием макромолекулы.
     Катализаторами катионной полимеризации применяют                 3. Обрыв цепи происходит в результате ряда реакций:
чаще всего галогениды металлов, т.е. катализаторы Фриде-             а) CH3-CH-[CH2-CH]n-CH2-C+HBF4- Æ
ля-Крафтса. Наиболее широко применяемые соединения:                             |              |            |
AlCl3, BF3, SnCl4, TiCl4 и др., а также неорганические кисло-               X                  X            X
ты. Катализаторы катионной полимеризации активируются
сокатализаторами – водой, галогенводородами и др. соеди-              Æ CH3-CH-[CH2-CH]n-CH=CH + H+BF4- (HF+BF3)
нениями. Например, при полимеризации мономеров в при-                               |              |            |
сутствии катализаторов и сокатализаторов первой стадией                             Х              Х         Х
является образование комплексной кислоты:                                                          макромолекула
       BF3 + HF Æ H+[BF4]-;
       SnCl4 + H2O Æ H+[SnCl4OH]-                                    б) CH3-CH-[-CH2-CH-]n-CH2-CH-BF4 →
       Так, механизм катионной полимеризации виниловых                          |                  |                |
                                                                            Х                  Х          Х
мономеров:                                                                                  макромолекула
       1. Активация:
      BF3 + HF Æ H+[BF4]-
                                                                        → СН3-СН-[-СН2-СН-]п-СН2-СН-F +ВF3
      СН2=СН + Н+[BF4]- Æ CH3-C+HBF4-                                               |                  |                |
            |                 |                                                     X                  X                X
           Х                  Х

Страницы