Поликонденсация

Поликонденсация, так же как и полимеризация, является широ­ко распространенным методом синтеза полимеров.

Поликонденсация — химическая реакция образования поли­мера за счет взаимодействия функциональных групп мономеров, сопровождающаяся выделением побочного продукта (воды, хлористого водорода, аммиака и др.).

В общем виде реакция поликонденсации может быть пред­ставлена уравнением

на—М—b —►- (—М— )„ + {п— 1)аЬ мономер с полимер побочный функциональными • продукт

группами а и b

Процесс протекает ступенчато путем последовательного при­соединения молекул мономера с образованием устойчивых про­межуточных продуктов — димеров, тримеров и т. д., которые могут быть выделены в свободном виде.

Поликонденсация, в которой участвуют одинаковые молеку­лы мономера с двумя различными функциональными группами, называется гомополиконденсацией.

Примером такого процесса является реакция получения по­лиамидов:

лИНа—R—СООН —{-NH-R—СО—) „+ (н—1)Н20

Поликонденсация, в которой участвуют различные молекулы мономеров, называется гетерополиконденсацией. Примером может служить реакция получения сложных полиэфиров:

«НО—R—ОН+«НООС—R'—СООН —- —(—О—R—ООС—R'—СО—) „ + (2л— 1) HsO

Реакция поликонденсации является обратимой. Ее направ­ление, строение образующегося полимера, молекулярная масса зависят от многих факторов: природы мономеров,- числа функ­циональных групп, соотношения исходных компонентов, типа катализатора, скорости удаления образующегося кизкомолеку - лярного продукта реакции и др,

Б промышленности пол «конденсацию проводят в расплаве, в растворе, на границе раздела двух фаз (межфазная поликон­денсация), в газовой и твердой фазах.

Выбор способа определяется особенностями процесса, свой­ствами мономеров и полимеров. Наибольшее распространение получила поликонденсация в расплаве и растворе.

19

Поликонденсация в расплаве проводится при высоких темпе­ратурах (200—300°С), т. е. при температурах, превышающих

2*
температуры плавления образующегося полимера. Реакцию на­чинают в атмосфере инертного газа, а заканчивают под вакуу­мом для более полного удаления побочных продуктов из сферы реакции.

Достоинством данного способа является получение полиме­ров высокого качества, а также сравнительная простота техно­логической схемы, состоящей из стадий поликонденсации, ох­лаждения и измельчения полимера. Поликонденсацией и расплаве получают полиэфиры, полиамиды, полиуретаны и дру­гие полимеры.

Поликонденсация в растворе проводится в растворителе при относительно низких температурах (20—50°С), что обеспечива­ет более мягкие условиях процесса, исключающие местные перегревы, и сравнительно простое аппаратурное оформление.

Недостатком процесса является его многостадийность. По - ликопденсацию в растворе применяют при получении высоко­плавких полимеров, например при поликонденсации хлорангил- ридов карбоновых кислот с аминами, спиртами (фенолами), а также фенолоформальдегидных олигомеров.

Межфазкая поликонденсация протекает на границе раздела двух несмешивающихся фаз. При этом исходные мономеры растворяют раздельно в двух несмешивающихся жидкостях. Обычно одной из них является вода, другой — несмешивающий* ся с водой растворитель, инертный к мономерам.

ДостойFJctBaми процесса являются большие скорости прп низких температурах и атмосферном давлении и возможность получения высокоплавких полимеров. Однако применение этого ■способа ограничивается необходимостью использования мономе­ров с высокой реакционной способностью, а также большие ■объемы растворов исходных реагентов вследствие применения довольно разбавленных растворов. Межфазной поликонденсаци­ей получают полиамиды, поликарбонаты и другие полимеры.

При твердофазной поликонденсации первая стадия протека­ет в растворе или в расплаве, Образовавшийся олигомер или полимер подвергается термической обработке, которая проте­кает в твердой фазе. При этом полимер приобретает трехмерную сетчатую структуру. Твердофазной воликонденсациен получают феколоальдегндные олигомеры', глифталевые полимеры и дру­гие.

При газофазной поликонденсации один из мономеров Eiaxo - дится в газообразном виде, а другой обычно растворен в жид­кой фазе. Этим способом могут быть получены полиамиды из газообразных дихлорангидридов и водных растворов диаминов. Использование газофазной поликонденсации целесообразно в том случае, когда мономеры легко гидролизуются.

Оставить комментарий