Високомолекулярні речовини та їх будова

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Вступ

1. Полімераналогічні перетворення, внутрішньо та міжмолекулярні реакції

2. Будова, одержання, властивості та застосування текстильного волокна енант

3. Будова, отримання, властивості та застосування складних ефірів полівінілового спирту

4. Практичне завдання

4.1 Реакція утворення поліхлоропрену

4.2 Реакція утворення нітратів целюлози

Висновок

Список використаних джерел

Вступ

Високомолекулярні речовини володіють великою (не нижче 10000-15000) молекулярною масою і дуже великими розмірами молекул. У лінійних (ланцюгових) молекул високомолекулярних сполук, що мають поперечник у декілька десятих нанометра, довжина досягає декількох сотень нанометрів.

До числа високомолекулярних з'єднань належать білки, ферменти, целюлоза і її ефіри, крохмаль, декстрини, пектини, камеді, рослинні слизи й інші високомолекулярні вуглеводи, багато природних смол і т. п.

Природні ВМС відомі дуже давно. Такі природні матеріали, як різні волокна, шкіра і каучук, використовувалися ще в давні часи. Хімія ВМС як самостійна наука почала розвиватися лише в 20-х роках XX століття.

Визначення будови ВМС і опис їх довгий час важко не можливістю виділення їх методами класичної органічної хімії в хімічно чистому стані і перебування їх точних фізичних констант. Вивчення будови ВМС стало можливим тільки з розвитком фізичної хімії і появою таких методів дослідження, як рентгенографія, електронографія та ін. Були створені також спеціальні методи визначення молекулярної маси, форми і будови гігантських молекул, невідомих у класичній хімії. Перші спроби опису ВМС на основі уявлень класичної хімії привели до колоїдної теорії будови ВМС, так як деякі особливості розчинів ВМС були близькі до вже добре відомих в той час колоїдних систем.

Найбільше значення для подальшого розвитку хімії ВМС мали міцелярної теорія К. Мейера та Г. Марка і особливо макромолекулярна теорія Г. Штаудингера. міжмолекулярний текстильний ефір поліхлоропрен

Штаудингер, спостерігав дуже високу в'язкість навіть низько концентрованних розчинів ВМС, висловив припущення про існування дуже довгих, неасоційованих між собою молекул, розміри яких обумовлюють всі особливості ВМС. Штаудингер показав, що вищі і нижчі члени полімергомологічних рядів побудовані однаково і різна здатність до набухання, розчинення обумовлені розходженням молекулярних мас.

Вирішальне значення в створенні сучасної теорії будови ВМС мав синтез цілого ряду полімерів. Потужний розвиток органічного синтезу, що почався в кінці 19 століття, і отримання величезної кількості синтетичних продуктів, у тому числі мономерів, послужили поштовхом до синтезу різноманітних ВМС.

Завдяки застосуванню нових методів дослідження, було показано, що природні синтетичні полімери складаються довгих ниткоподібних молекул, молекулярна маса яких досягає десятків і сотень тисях.

На основі результатів подальших досліджень структури ВМС та їх фіз св-в сформувалися сучасні уявлення про будову ВМС. Згідно з ними, ВМС побудовані з довгих гнучких ниткоподібних молекул, що здатні змінювати свою форму. Зв'язок між макромолекулами здійснюється фізичними силами міжмолекулярної взаємодії. Всі полімери неоднорідні по фізичній структурі, що обумовлено великим розміром і гнучкістю макромолекул. Кристалізуються полімери двофазні і мають кристалічні і аморфні області. Аморфні полімери однофазний, але і в цих полімерах є області впорядкованості. Завдяки гнучкості макромолекул та їх здатності змінювати свою форму полімери мають високі оборотними деформаціями, що відрізняє їх від НМС.

На основі розвиненою М.М. Семеновим теорії ланцюгових реакцій була розроблена теорія ланцюгової полімеризації. Створення основ теорії полімеризації значну роль зіграв С.В. Лебедєв. Застосувавши кінетичний метод дослідження процесу полімеризації, він вперше встановив залежність швидкості полімеризації від хімічної будови вихідних НМС.

Органічні ВСМ є основою живої природи. Найважливіші сполуки, що входять до складу рослин, - полісахариди (целюлоза, крохмаль), лігнін, білки, пектинові речовини - ВМС.

Основу тваринного світу становлять також ВМС - білки, що є майже всі тваринного походження. М'язи, з'єднувальні тканини, мозок, кров, шкіра, волосся, шерсть складаються з ВМС. Для потреб людства широко використовує різноманітні матеріали тваринного походження - харчові продукти (м'ясо, риба, молоко), шерсть, натуральний шовк і шкіра, основною частиною яких є білки. Виняткову роль у життєдіяльності тварин і рослин грають нуклеїнові кислоти. Вони беруть участь у біохімічному синтезі білків.

Широко поширені у тваринному і рослинному світі змішані ВМС. Це - білки, що містять одночасно вуглеводну або ліпідну компоненту або пов'язані з нуклеїновими кислотами, і полісахариди, що містять білкову або ліпідну, або ту й інші компоненти. Змішані ВМС виконують надзвичайно відповідальні функції в організмі.

Полімери - ВМС, молекули яких складаються з однакових, чергуються структурних одиниць пов'язаних хімічними зв'язками, мають велику молекулярну масу.

Макромолекула - сукупність атомів або атомних груп однакових або різних за складом і будовою, пов'язаних хім. зв'язком в ланцюг або ланцюгову конструкцію.

1. Полімераналогічні перетворення, внутрішньо та міжмолекулярні реакції

Міжмолекулярними називають реакції, в яких елементи, що змінюють ступені окиснення, знаходяться у складі різних молекул:

2KBr-1 + Cl02 > Br02 + 2KCl-1

відновник окисник

+ 4HO₃ = (NO₃)₂ + 2O₂ + 2H₂O

До цього типу належать і такі реакції, в яких у відновника та окисника атоми, які змінюють ступінь окиснення, є атоми одного і того ж елемента в різних ступенях окиснення:

-2 +4 0

2H2S + H2SO3 > 3S + 3H2O

відновник окисник

У таких випадках унаслідок результатів реакції утворюється сполука цього елемента зі ступенем його окиснення, проміжним між відновником та окисником.

Внутрішньо-молекулярними називають реакції, в яких ступінь окиснення змінюють два елементи, які входять до складу однієї молекули, але це або різні атоми, або атоми одного елемента з різними ступенями окиснення:

-3 +6 0 +3

(NH4)2Cr2O7>N2+Cr2O3+4H2O

(N-3 - відновник, Cr+6 -- окисник)

-3 +3 0

NH4NO2>N2+2H2O

(N-3 -- відновник, N+3 -- окисник)

2K = 2K +

У молекулі KClO₃ окислювачем буде Сl⁺⁵, а відновником О^-2.

Міжмолекулярні - реакції, в яких елемент окисник і елемент відновник входять до складу різних молекул.

Внутрішньо-молекулярні - реакції, в яких елемент окисник і елемент відновник входять до однієї і тієї ж молекули.

Полімери можуть вступати в наступні основні типи реакцій: утворення хімічних зв'язків між макромолекулами (так називане зшивання), наприклад при вулканізації каучуків, у вичинці шкіри; розпад макромолекул на окремі, більш короткі фрагменти, реакції бічних функціональних груп полімерів з низькомолекулярними речовинами, що не торкаються основного ланцюга (так називані полімераналогічні перетворення); внутрішньо-молекулярні реакції, що протікають між функціональними групами однієї макромолекули, наприклад внутрішньо-молекулярна циклізація. Зшивання часто протікає одночасно з деструкцією. Прикладом полімераналогічних перетворень може служити омилення полівтилацетата, що приводить до утворення полівінілового спирту. Швидкість реакцій полімерів з низькомолекулярними речовинами часто лімітується швидкістю дифузії останніх у фазу полімеру. Найбільше явно це виявляється у випадку зшитих полімерів. Швидкість взаємодії макромолекул з низькомолекулярними речовинами часто істотно залежить від природи і розташування сусідніх ланок щодо реагуючого ланки. Це ж відноситься і до внутрішньо-молекулярних реакцій між функціональними групами, що належать одного ланцюга.

Деякі властивості полімерів, наприклад розчинність, здатність до грузлого плину, стабільність, дуже чуттєві до дії невеликих кількостей чи домішок добавок, що реагують з макромолекулами. Так, щоб перетворити лінійний полімер з розчинного в цілком нерозчинний, досить утворити на одну макромолекулу 1-2 поперечні зв'язки.

Найважливіші характеристики полімерів - хімічний склад, молекулярна маса і молекулярно-масовий розподіл, ступінь розгалуженості і гнучкості макромолекул, стереорегулярність і інші. Властивості полімерів істотно залежать від цих характеристик.

В залежності від характеру реакцій вони розділяються на два види: полімераналогічні перетворення і макромолекулярні реакції. До першого виду належить, наприклад, реакція взаємодії целюлози з азотною кислотою, в результаті якої утворюється тринітрат целюлози. Прикладом макромолекулярної реакції є зшивання макромолекул поліакрилової кислоти етиленгліколем, при цьому утворюється просторовий полімер з новими фізичними властивостями.

Існує два види водневого зв'язку внутрішньо-молекулярна і міжмолекулярні водневі зв'язки. Якщо водневий зв'язок об'єднує частини однієї молекули, то внутрішньо-молекулярні водневі зв'язки роз'єднують. Це особливо характерно для багатьох органічних сполук. Якщо ж воднева зв'язок утворюється між атомом водню однієї молекули і атомом неметалу іншої молекули (міжмолекулярний водневий зв'язок), то молекули утворюють досить міцні пари, ланцюжки, кільця. Так, мурашина кислота і в рідкому і в газоподібному стані існує у вигляді димерів. Міцні зв'язки між молекулами можна знайти у воді, рідкому аміаку, спиртах. Необхідні для утворення водневих зв'язків атоми кисню та азоту містять всі вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти. Відомо, наприклад, що глюкоза, фруктоза і сахароза чудово розчиняються у воді. Не останню роль в цьому відіграють водневі зв'язки, що утворюються в розчині між молекулами води і численними OH-групами вуглеводів.

Водневий зв'язок виникає при взаємодії кислотних Х-Н та основних В груп, що належать одній або різним молекулам. При об'єднанні однакових молекул утворюються асоціати, об'єднання різних молекул прийнято називати молекулярними комплексами ( Н - комплексами ). Такі взаємодії складають самий великий клас Н - зв'язків, званих міжмолекулярними водневими зв'язками. Міжмолекулярні взаємодії не обмежуються утворенням бінарних комплексів, а можуть призводити до структур з множинними зв'язками (вода, фтористий водень, спирти, феноли, аміди, поліпептиди, білки). Міжмолекулярні водневі зв'язки можуть призводити до утворення ланцюгів, кілець або просторових сіток. Аналогічні освіти зберігаються і в кристалах.

Якщо Н - зв'язування настає в результаті взаємодії кислотного і основного фрагментів всередині однієї молекули, то утворюються зв'язки, що називають внутрішньо-молекулярними. З'єднання з такими зв'язками складають іншу велику групу сполук з водневим зв'язком. Природно, що утворення внутрішньо-молекулярних водневих зв'язків можливо, якщо структура молекули допускає просторове зближення фрагментів Х-Н і В до довжини водневого зв'язку. Можливість утворення внутрішньо-молекулярного водневого зв'язку не є перешкодою для освіти і міжмолекулярних водневих зв'язків. Як приклад: ізомерні орто-і парагідроксібензальдегіди. Саліциловий альдегід ( орто - ізомер ) здатний до утворення як внутрішньо -, так і міжмолекулярних водневих зв'язків, тоді як для пара-ізомеру положення взаємодіючих груп допускає тільки міжмолекулярних водневих зв'язків

Експериментально досить легко відрізнити внутрішньо-молекулярні водневу зв'язок від міжмолекулярної. Якщо спектрально фіксується освіта Н - зв'язків, а ознак асоціації ні, це вірна вказівка на внутрішньо-молекулярний характер водневого зв'язку. Крім того, міжмолекулярний Н - зв'язок (і її спектральний прояв) зникає при низькій концентрації речовини в нейтральному розчиннику, тоді як внутрішньо-молекулярний Н - зв'язок у цих умовах зберігається.

Водневі зв'язки впливають на перерозподіл електронної щільності в молекулах, що не може не відбитися на властивості речовин. У разі слабких водневих зв'язків зміна електронної щільності протікає в основному в межах фрагмента Х-Н ... В. Зі збільшенням енергії водневого зв'язку перерозподіл електронної щільності зачіпає всі атоми молекул, що входять в молекулярний комплекс, що в кінцевому підсумку призводить до глибоких змін фізичних і хімічних властивостей речовин. На властивості органічних сполук роблять значний вплив як внутрішньо-, так і міжмолекулярні водневі зв'язки. Вплив останніх, особливо на фізичні властивості, є більш суттєвим, так як міжмолекулярні взаємодії призводять до збільшення молекулярної маси з усіма витікаючими наслідками.

Освіта енергетично менш вигідною енольної форми пояснюється як формуванням системи зв'язаних зв'язків С = С-С = О, що завжди є стабілізуючим фактором, так і тією обставиною, що між енольним гідроксилом і карбонільним киснем утворюється внутрішньо-молекулярний водневий зв'язок, що знижує вільну енергію енольної форми як шляхом "закріплення" атома водню у більш електронегативного елемента, так і в результаті подовження ланцюга сполучення (Н - зв'язок включена в кругову ланцюг сполучення). З урахуванням водневих зв'язків не тільки пояснюють реальність енольної структури, а й кількість цієї форми в таутомірний системі. У водних розчинах кількість енольної форми незначна, так як вода конкурентно утворює з карбонільним киснем міжмолекулярні водневі зв'язки, руйнуючи стабілізуючу енольну форму внутрішньо-молекулярних водневих зв'язків.

Міжмолекулярні зв'язки, що виникають між молекулами карбонових кислот, настільки міцні, що навіть у газоподібному стані димірні структури частково зберігаються.

Внутрішньо-молекулярні циклізації похідних N - алкіліденкарбамінової кислоти 11 вдається виділити відповідно з виходами 41% і 9% тільки при тривалому (8 - 30 год.) кип'ятінні реакційної суміші в ксилолі.

Для отримання ізомерних сполукам 11 2-тригалогенометил-4Н-1,3-бензоксазин-4-онів типу 14 була досліджена взаємодія N-(1-хлоро-2,2,2-тригалогено) етиліден - О - метилуретанів 12 з 3-діетиламінофенолом. Однак, як було встановлено, що імідати 13(R=Me) навіть при тривалому нагріванні в киплячому мезитилені не зазнають електрофільної атаки метоксикарбонільною групою по орто - положенню феноксильного замісника. Тому для підвищення електрофільності карбонільної групи в реакцію з 3-діетиламінофенолом був введений N - алкіліден - О - (4-нітрофеніл) уретан 12 (R=4-NO2C6H4). При цьому виявилося несподіваним перетворення імідату 13 не в структуру типу 14, а в сполуку 11. Ця реакція проходить при кімнатній температурі на протязі доби або за 0,5 год. при нагріванні в киплячому діоксані.

В цьому разі має місце перефеноксилювання в гетеродієновій системі зв'язків, яке, найбільш ймовірно, реалізується за аніонним механізмом через стадію 1,1-дифеноксіалкілізоціанатів А. Циклізація проміжних продуктів перегрупування Б, очевидно, полегшується вираженою нуклеофугною здатністю 4-нітрофеноксильної групи.

Окрім N - алкіліден - О - арилуретанів нами була досліджена можливість внутрішньо-молекулярної циклізації менш електрофільних в порівнянні з ними N - алкіліден - N' - арилречовин 20,синтезованих реакцією 1-хлороалкілізоціанатів із заміщеними анілінами.

N - Алкіліден - N' - арилречовини 20 при 10 год. нагріванні в киплячому толуолі з виходом 44-58% перетворюються в похідні хіназолін-2-онів 21. Видається достовірним, що циклізація реалізується не за рахунок прямої взаємодії азометинової групи з ароматичним ядром ариламіногрупи, а через попередню ізомеризацію N - алкіліденречовин 20 в 3-гідрокси-2,4-діаза-1,3-дієни типу A. Така структурна інверсія в значній мірі повинна сприяти активації орто - положення ароматичного ядра, а сама циклізація, найбільш ймовірно, протікає через 6-членний перехідний стан (внутрішньо-молекулярна реакція Дільса - Альдера). Вагомим підтвердженням такого припущення є два факти: по-перше, хоч активність азометинового зв'язку в N - алкіліден - N' - речовинах нижча, ніж в N - алкіліден - О - арилуретанах, циклізація не лише відбувається в аналогічних умовах, а й не вимагає додаткової активації орто - положення ароматичного ядра, як це спостерігалося у випадку N - алкіліден - О - арилуретанів; по-друге, N - алкіліден - N', N' - дизаміщені речовини, в яких така ізомеризація неможлива, не зазнають циклізації.

Відсутність помітного впливу природи замісників в аміноарильному фрагменті речовин робить знайдену реакцію досить привабливою і для одержання більш складних типів хіназолінонів, що було продемонстровано нами на прикладах синтезу 4 - феніл - 4 - трифлуорометил-1,2,3,4-тетрагідробензохіназолін-2-ону 22 та ізомерних йому 1-арил-1-трифлуорометил-1,2,3,4-тетрагідробензохіназолін-3-онів 23 із відповідних N-алкіліден - N' - нафтилречовин.

При довготривалому нагріванні в киплячому орто-ксилолі N-(1-нафтил)амідинів 26 реалізується внутрішньо-молекулярна циклоконденсація за рахунок взаємодії карбалкоксильної групи з нафтильним ядром, що приводить до тригалогенометилзаміщених бензохіназолін-4(3Н)-онів 33. Результатом аналогічної реакції N-(1-нафтил)амідинів 27 є утворення бензохіназолін-1(2Н)-онів 34.

2. Будова, одержання, властивості та застосування текстильного волокна енант

Енант - поліконденсати аміноенантової кислоти, яка містить ланцюг з семи атомів вуглецю.

Енант - термопластична пластмаса конструкційного призначення. Переробляється литтям під тиском.

Енант - синтетичне поліамідне волокно з продукту поліконденсації аміноенантової кислоти, яку отримують з етилену і чотирихлористого вуглецю.

Поліамідні волокна, у багатьох відношеннях перевершують за якістю всі природні та штучні волокна, завойовують все більше і більше визнання. До найбільш поширених поліамідних волокон, що випускається промисловістю, відносяться капрон і найлон.

Крім капрону і аніду, великий інтерес представляє отримане вперше в СРСР поліамідне волокно енант.

У 1953 р. вперше в світі в СРСР в дослідно-промисловому масштабі була здійснена реакція полімеризації між етиленом і чотирьох-хлористим вуглецем, і був отриманий вихідний продукт для промислового виробництва волокно - енант. Останнім часом в нашій країні ведеться подальша розробка технології одержання волокна енант.

Поліенантоамід отримав назву в СРСР енант.

Найлон-7, або енант, був вперше отриманий в СРСР А. А. Стрипіхеєвим шляхом поліконденсації аміноенантової кислоти. Фрейндиної і А. Н. Несмеянова був розроблений новий спосіб її синтезу, стало можливим і промислове отримання енанту. Аміноенантова кислота за своїм способом виходить з етилену при впливі чотирихлористого вуглецю, потім сірчаної кислоти і нарешті аміаку.

Вихідною речовиною для одержання енанту є тетрахлоргептан. Останній нагрівають, перемішуючи з рівним за вагою кількістю концентрованої сірчаної кислоти при температурі 90 - 100 С протягом години. В результаті виходить хлоренантова кислота, яку перетворюють на аміноенантовую при нагріванні з водним розчином аміаку під тиском.

Волокна капрон, анід і енант можуть бути отримані також безперервним методом синтезу і формування.

Порошкоподібна со-аміноенантовая кислота розчиняється у гарячій воді. Розчин фільтрується і при температурі 260 ° піддається поліконденсації. При цьому видаляється вода і утворюється поліамід - смола енант.

Отримана смола за допомогою дозуючих насосиків подається на формування волокон. Смола і волокно енант не містять низькомолекулярних фракцій і тому відпадає необхідність їх видалення. В іншому процес виробництва волокна енант аналогічний виробництва капрону.

Технологія отримання волокна енант розроблена Клінським комбінатом штучного волокна, де це волокно виготовлялося у вигляді дослідних партій.

Енант виходить за допомогою реакції поліконденсації аміноенантової кислоти . Цим шляхом отримані такі порівняно важкодоступні сполуки, як аміноенантова, амінопеларгонова, аміноундеканова, оксіпентадеканова к-ти, які є вихідними сполуками для отримання поліамідних волокон енант, пеларгонія і запашних речовин.

Сформоване волокно на прядильних бабінах надходить в текстильний цех. Технологія процесів текстильної обробки волокна енант різних номерів не залежить від способу отримання його (безперервний або періодичний) і істотно не відрізняється від технології текстильної обробки капрону.

Процес формування волокна енант суттєво не відрізняється від відповідного процесу капронового виробництва.

До створення енанту з усього ряду поліамідів в промисловості отримували синтетичним шляхом тільки капрон і найлон, причому вихідною сировиною для найлону також служить бензол.

Енант, розроблений радянськими вченими в останнє десятиліття, належить до числа нових хімічних волокон, виробництво яких приймає промисловий характер. Це пояснюється розробкою раціонального методу виробництва вихідного мономера, порівняльної простого метода виробництва полімеру і волокна та цінними властивостями самого-волокна.

В даний час виробляють нове поліамідне волокно енант з (аміноенантової кислоти NH2 (CH2) nCOOH, яку отримують синтетичним шляхом з етилену.

Можливість раціонального і економічного одержання поліаміду і волокна енант безпосередньо пов'язане з ефективним використанням усіх амінокислот, що утворюються при підвищенні температури етилену і подальшої переробки тетрахлоралканів - б-аміновалеріановой H2N (СН2) 4СООН, аміноенантовой.

Це, мабуть, пояснюється тим, що волокно енант складається з більш гнучких макромолекул, ніж волокно капрон, і тому відрізняється більшою щільністю упаковки макромолекул і має підвищену кристалічністтю. Така, будова обумовлює більш високий модуль еластичності волокна і більш високу стійкість його до дії підвищених температур.

Поліамідне волокно енант перевершує капрон і найлон по стійкості до високих температур і механічної міцності. Енант за своєю хімічною стійкістю і міцністю перевершує капрон та анід, проте вироби з цих волокон ні в лабораторних, ні у виробничих умовах поки не випробовувалися. Серед поліамідних волокон енант відрізняється підвищеною світлостійкістю і великою еластичністю.

Володіє рядом дуже цінних для електричної ізоляції властивостей. Це волокно в 2 рази більше еластичне та в 3 рази менш гігроскопічне, ніж капрон.

Волокні енант за волого -, світло - і нагріву-стійкості, еластичності і стійкості до багаторазових деформацій перевершує капрон.

Особливо високими властивостями володіють волокна енант і пеларгон, що одержуються гомополіконденсацією аміноенантової NН2 (СН2) 6СООН і амінопеларгонової NH2 (CH2) 7COOH кислот. За стійкістю до багаторазових деформацій і до стирання енантове волокно в 1,5 - 2 рази перевершує капроновое. Термо - стабільність, світло - і хімічна стійкість також вище у енантового волокна, пеларгон відрізняється винятковою стійкістю до багаторазових деформацій.

Отже, організація виробництва волокна енант пов'язана з необхідністю створення виробництва двох інших видів поліамідних волокон - пеларгону та ундекана.

Слід ще зупинитися на енантолактамі, придатному для реакцій полімеризації і створюючих поліамід, аналогічний полікапролактаму. Волокно енант відрізняється рядом цінних властивостей: воно більш термо - і світлостійкість, ніж волокно капрон, має більш високий модуль деформації, відрізняється м'якістю. Мабуть, в майбутньому цього поліаміду буде приділено велику увагу.

Основні фізико-механічні показники (міцність, подовження, стійкість до стирання і жорсткість) волокна енанту не поступається капрону, а по ряду Властивості поліамідних волокон.

Поліамідні волокна виробляють різної товщини.

Поліамідні волокна за міцністю поступаються лише лляним і скляним. Їх розривна довжина коливається від 40-50 РКМ (звичайні комплексні нитки) до 65-75 РКМ (зміцнені комплексні нитки).

У мокрому стані міцність знижується незначно: в середньому на 12% У капрону і на 2% у енант.

Поліамідні волокна характеризуються високим розривним подовженням (18-32% у комплексних ниток і 45-64% у штапельних волокон). У мокрому стані подовження дещо підвищується.

Температура плавлення енанту 205 - 225 С, кристалізації 202 - 190 С.

Поліамідні смоли типу капрон, анід, енант здатні плавитися без розкладання з утворенням термічно стійких розплавів. На цій особливості поліамідів заснований і вперше розроблений один з найбільш високопродуктивних способів формування хімічних волокон - формування волокна з розплаву.

Поліамід типу анід менш-стійкий при нагріванні, ніж капрон і енант. У разі тривалого витримування розплаву при 260 - 280 (температура формування волокон) відбувається поступове розкладання аніда.

Стійкість до багаторазових вигинів у поліамідних волокон вище приблизно в 100 разів, ніж у віскозного волокна, в 10 разів, ніж у бавовни і шерсті, а також більш високою стійкістю до УФ-променів. За показником стійкості до стирання поліамідні волокна перевершують всі інші. Якщо стійкість до стирання поліамідного волокна прийняти за 100, то у бавовни вона складе 10%, у вовни - 5, у віскозного штапельного волокна-2%.

Поліамідні волокна стійкі до гниття, дії лугів, менш стійкі до дії кислот і окислювачів.

Поліамід енант вигідно відрізняється від поліаміду капрон повною відсутністю мономера і малим вмістом низькомолекулярних сполук (1 - 1,5%), не впливає на процес формування і властивості волокна. Тому при отриманні з полімерів волокна енант, не потребується обробка гарячою водою.

До недоліків цих волокон слід віднести невисоку термостійкість, низьку світлостійкість, поганий гриф, підвищену жорсткість і погане фарбування.

Щоб усунути ці недоліки, зокрема, щоб підвищити термо-і світлостійкість, до складу поліамідних волокон вводять стабілізатори "(солі міді, марганцю та хрому). Щоб знизити блиск і надмірну гладкість волокон і підвищити тим самим щільність в пряжі і тканини, виробляють профільовані і порожнисті поліамідні волокна.

Волокно енант, отримало велике промислове значення. В результаті роботи великого колективу, очолюваного А. Н. Несмеянова, була розроблена промислова технологія виробництва аміноенантової кислоти з тетрахлоргентана - аміноенантової кислоти NH2 (CH2) 6COOH - відбувається з тетрахлоргептана при нагріванні до 90 - 100 С і перемішуванні з рівною кількістю концентрованої сірчаної кислоти протягом однієї години.

У дослідному масштабі в даний час волокно енант виготовляється у вигляді панчішного шовку № - М200, кордного волокна № - м34 5 і штапельного волокна.

З енанту виробляють текстильні вироби.

Застосування поліаміду енант у вигляді пластмаси і волокна аналогічно застосування поліамідів капрон і анид.

Поліамідні волокна (капрон, найлон, енант, ундекан) широко застосовуються у виробництві автомобільного корду, технічних тканин і тканин широкого споживання.

При ізотермічній кристалізації полікапроамід (так само як і енант) дає тільки позитивно преломлені сфероліти. З урахуванням поляризуємості макромолекул це означає, що ланцюги в радикальних фібрилах розташовані перпендикулярно радіусу сфероліта.

Висновки про перспективну економічної ефективності виробництва енанту не можуть позначитися на прийнятих співвідношеннях у випуску поліамідних волокон в поточному семиріччі, планом розвитку якого абсолютно правильно взято основний курс на переважний розвиток волокна капрон. Разом з тим в нашій країні передбачено також виробництво волокон аніду і енанту.



3. Будова, отримання, властивості та застосування складних ефірів полівінілового спирту

Складні ефіри полівінілового спирту -

Синтезують методом полімераналогічних перетворень полівінілового спирту, методом полімеризації відповідних мономерів ( складних ефірів вінілового спирту). Відомі складні ефіри полівінілового спирту з органічними і неорганічними кислотами. Із складних ефірів полівінілового спирту велике практичне значення має полівінілацетат.

Полівінілацетат

- є складним ефіром з родини пілівінілового спирту і оцтової кислоти. Його синтезують радикальною полімеризацією вінілацетату за участю пероксидних ініціаторів всіма відомими методами в блоці, в розчині, в емульсії. Сировиною для виробництва вінілацетату є ацетилен та оцтова кислота:

СНСН+СН₃СООН > Н₂С=СН

ОСОСН₃

Полівінілацетат не має кольору, запаху, нетоксичний і стійкий прити дії синячного світла. Під дією лугів полівінілацетат легко омилюється, утворюючи полівініловий спирт. Полівінілацетат має структуру полімеру «голова до хвоста». Він має аморфну структуру. Кристали не утворюються навіть у високо орієнтованому полімері.

Оскільки полівінілацетат є полярним полімером, він добре розчиняється у кетонах, складних ефірах, хлорованих і ароматичних вуглеводнях і не розчиняється в аліфатичних вуглеводнях, у воді полівінілацетат набухає. В газі, бензині, маслах, скипидарі, гліколіз,гліцерині не розчиняється. Фізико-механічні властивості полівінілацетату залежить від його молекулярної маси, яка може коливатися від 10000 до 50000. Густина його 1,19 г/см³. Температура силування полівінілацетату дорівнює близько 28^оС, тому вже прикімнатній температурі він легко деформується. Пілівінілацетат дуже чутливий до підвищених температур. При температурі 170^оС починається його деструкція, яка супроводжується виділенням оцтової кислоти і утворенням подвійних зв'язків в основному ланцюгу:

?СН₂ - СН ? СН₂ - СН ? _{?СН3СООН} ?СН = СН ? СН₂ ? СН?

ОСОСН₃ ОСОСН₃ОСОСН₃

Під дією температури і кисню повітря подвійні зв'язки розриваються і утворюється нерозчинний зшитий полімер.

Полівінілацетат легко суміщається з пластифікаторами типу складних ефірів (дибутилфталат, трикрезилфосфа), з полімерами (нітроцелюлози, бензилцелюлози, хлорований каучук, деякі поліефіри і фенолформальдегідні смоли). Полвівнілацетат відзначається гарними адгезій ними властивостями. Композиції на основі полівінілацетату застосовується для виготовлення лаків, емалей, клеїв. Полівінілацетатна емульсія застосовується в промисловості для проклеювання високоякісних картонів з шкіряного волокна, просочення штучної шкіри, апретування тканин тощо. Великі кількості полівінілацетату йдуть на одержання полівінілового спирту.

4. Практичне завдання

4.1 Реакція утворення полі хлоропрену

Дана реакція належить до реакції полімеризації.

4.2 Реакція утворення нітроцелюлози

Дана реакція належить до реакції поліконденсації.

Висновок

ВМС та їх розчини мають дуже важливе значення у всіляких галузях промисловості, сільському господарстві, а також медицині. У медицині їх використовують як лікарські засоби (ферменти, полісахариди, слизи, екстракти та ін.) і як допоміжні речовини при готуванні різних лікарських форм (основи для супозиторіїв та мазей, емульгатори, стабілізатори, пролонгатори, солюбілізатори, коригенти, як добавки при виготовленні кровозамінників), а також як пакувальний матеріал при відпустки лікарських препаратів, для виготовлення флаконів, плівок, пробок, банок та інших пакувальних виробів.

Список використаних джерел

1. Л.І. Ганзюк. «Основи хімії і фізики високомолекулярних сполук». Т.1.загальні положення. Волокно утворюючі полімери. Сучасні методи дослідження полімерів. Навчальний посібник. - Хмельницький: ТУП, 2002.

2. Роговин З. А. Основы химии и технологи химических волокон. - М.: Химия, 1966.

3. http://studentbank.ru/view.php?id=59142&p=14.

4. http://www.bestreferat.ru/referat-61129.html.

5. http://knowledge.allbest.ru/medicine/c-3c0a65635a2ac68a5c53a88421306c37.html.

6. http://www.parta.com.ua/ukr/school_program/view/807/.

7. http://referat.resurs.kz/ref/visokomolekulyarnie-soedineniya

8. http://revolution.allbest.ru/medicine/00078601_0.html

9. http://ua-referat.com/Високомолекулярні_сполуки

10. http://www.zadachi.org.ru/?n=137793.

Размещено на Allbest.ru

...