Polikondenzacija je ... Reakcija polikondenzacije: primer, lastnosti in sprejem

Kondenzacija je osnova za izdelavo polimernih sintetičnih materialov: polivinilklorid, olefini. Pri uporabi osnovnih različic monomerov je mogoče s kopolikondenzacijo pridobiti več milijonov ton novih polimernih snovi. Trenutno obstajajo različne metode, ki omogočajo ne samo ustvarjanje snovi, temveč tudi vpliv na porazdelitev molekulske mase polimerov.

Procesne funkcije

Reakcija polikondenzacije je postopek pridobivanja polimera s stopenjsko sprijemanjem molekul polifunkcionalnih monomerov med seboj. V tem primeru so izolirani nizko-molekularni produkti.

Osnova tega procesa je mogoče upoštevati nadomestna reakcija. Zaradi izolacije stranskih produktov obstajajo razlike v elementarni sestavi polimera in začetnega monomera.

Reakcija polikondenzacije aminokisline je povezana s tvorbo molekul vode med interakcijo amino in karboksilnih skupin sosednjih molekul. V tem primeru je prva stopnja reakcije povezana s tvorbo dimerjev, nato pa se pretvorijo v visoko molekularne snovi.

Reakcijo polikondenzacije, primer, ki ga razmišljamo, je značilna sposobnost oblikovanja stabilnih snovi na vsaki stopnji. Dimerje, trimerje in polimere, ki jih povzroča interakcija aminokislin, lahko izoliramo na vseh vmesnih stopnjah iz reakcijske zmesi.

Torej, polikondenzacija je postopen proces. Če želite nadaljevati, potrebujete molekule monomerov, ki so sestavljene iz dveh funkcionalnih skupin, ki lahko medsebojno sodelujejo.

Prisotnost funkcionalnih skupin omogoča, da oligomeri reagirajo ne le med seboj, temveč tudi z monomeri. Ta interakcija je značilna za rast verige polimera. Če imajo začetni monomeri dve funkcionalni skupini, veriga raste v eni smeri, kar vodi do tvorbe linearnih molekul.

Polikondenzacija je reakcija, katere rezultat bodo proizvodi, ki so sposobni nadaljnje interakcije.

Razvrstitev

Reakcijo polikondenzacije, katere primer lahko zapišemo za številne organske snovi, daje idejo o zapletenosti tekoče interakcije.

Trenutno se takšni postopki navadno razvrščajo glede na določena merila:

• vrsta povezave med povezavami;
• količina monomerov, ki sodelujejo v reakciji;
• procesni mehanizem.

Kakšna je razlika med reakcijo polikondenzacije za različne vrste organskih snovi? Na primer, poliamidi kot začetne sestavine uporabljajo amine in karboksilne kisline. Med stopenjsko interakcijo med monomeri opazimo nastanek molekul polimera in vode.

V esterifikaciji so izhodni materiali alkohol in karboksilna kislina, in pogoj za pripravo estra je uporaba koncentrirane žveplove kisline kot katalizatorja.

Kako se pojavi polikondenzacija? Primeri interakcij kažejo, da je mogoče, odvisno od števila monomerov, razlikovati homo- in heteropolikondenzacijo. Na primer, za homopolikondenzacijo bodo monomeri predstavljeni s snovmi s podobnimi funkcionalnimi skupinami. V tem primeru je kondenzacija kombinacija začetnih snovi s sproščanjem vode. Primer je reakcija med več aminokislinami, kar ima za posledico tvorbo polipeptida (proteinske molekule).

Procesni mehanizem

Odvisno od značilnosti toka predelanega reverzibilno (ravnotežja) in ireverzibilno (Neravnovesna) polikondenzacijo. Ta delitev je mogoče razložiti s prisotnostjo ali odsotnostjo škodljivih reakcij, ki vključujejo uporabo nizkomolekularnih procesov, različno aktivnostjo monomerov, kot tudi morebitne razlike pri kinetičnih in termodinamskih dejavnikov. Za te interakcije z nizko ravnotežno konstanto, majhni hitrosti postopka, reakcijski čas, visoke temperature.

V mnogih primerih je za nepovratne postopke značilna uporaba monomerov, za katere je značilna visoka reaktivnost.

Visoke hitrosti postopka, ki uporabljajo tak tip monomera, razlagajo izbiro nizkotemperaturne in medfazne polikondenzacije v raztopini. Nepovratnost postopka je posledica nizke temperature reakcijske zmesi, proizvodnje nizkoaktivne kemikalije. V organski kemiji obstajajo tudi takšne različice neravnovesne polikondenzacije, ki se v topilih pri visokih temperaturah pretaka. Primer takšnega postopka je proizvodni proces iz diolov in derivatov dihalogena dikarboksilne kisline polietri.

Carothers enačba

Globina polikondenzacijo povezana s temeljito odstranitvijo reakcijskega medija produktov vrst z nizko molekulsko maso, ki preprečujejo premik postopka proti tvorbo polimerne spojine.

Med globino postopka in stopnjo polimerizacije obstaja povezava, ki je bila združena v matematično formulo. V reakciji polikondenzacije izginejo dve funkcionalni skupini in ena monomerna molekula. Ker se med prehodom procesa porabi nekaj molekul, je globina reakcije povezana z deležem reakcijskih funkcionalnih skupin.

Večja je interakcija, višja je stopnja polimerizacije. Za globino postopka je značilno trajanje reakcije, velikost makromolekul. Kakšna je razlika med polimerizacijo in polikondenzacijo? Prvič, narava toka, pa tudi hitrost procesa.

Razlogi za zaustavitev postopka

Zastaranje rasti verižne verige povzročajo različni kemični in fizični vzroki. Kot glavni dejavniki, ki prispevajo k ustavitvi sinteze polimerne spojine, razlikujemo:

• povečanje viskoznosti medija;
• zmanjšanje stopnje difuzijskega procesa;
• zmanjšanje koncentracije vzajemnih snovi;
• znižanje temperature.

Ker viskoznost reakcijskega medija narašča, pa tudi koncentracija funkcionalnih skupin se zmanjša, se verjetnost trčenja molekul zmanjša, nato pa se ustavi proces rasti.

Med kemijskimi razlogi za pojemanje polikondenzacije so:

• sprememba kemične sestave funkcionalnih skupin;
• nesorazmerna količina monomerov;
• prisotnost v sistemu nizko-molekularnega reakcijskega produkta;
• ravnovesje med neposrednimi in povratnimi reakcijami.

Specifičnost kinetike

Reakcije polimerizacije in polikondenzacije so povezane s spremembo stopnje interakcije. Analiziramo osnovne kinetične procese na primer procesa poliesterifikacije.

Kislinska kataliza poteka v dveh stopnjah. Prvič, opazujemo protonacijo kisline, začetnega reagenta s kislino, ki služi kot katalizator.

Med napadom reagent skupine alkohola razgradi intermediat z reakcijskim produktom. Za pretok neposredne reakcije je pomembno pravočasno odstraniti molekule vode iz reakcijske zmesi. Postopno se hitrost zmanjša, kar povzroči povečanje relativne molekulske mase polikondenzacijskega produkta.

Če se na koncih molekul uporabljajo ekvivalentne količine funkcionalnih skupin, lahko interakcija poteka dlje časa, dokler se ne ustvari velika makromolekula.

Možnosti procesa

Polimerizacija in polikondenzacija sta pomembni procesi v moderni proizvodnji kemikalij. Obstaja več laboratorijskih in industrijskih metod za izvajanje procesa polikondenzacije:

• v raztopini;
• v talini;
• v obliki medfaznega postopka;
• v emulziji;
• na matricah.

Talina Reakcijsko potrebni za pripravo poliamidov in poliestrov. V splošnem ravnotežnega polikondenzacijo v iztržek taline v dveh fazah. Prva interakcija pojavi v vakuumu, s čimer se izognemo termično oksidativno razgradnjo monomerov in polikondenzacijo izdelki zagotavlja postopno segrevanje reakcijske zmesi, popolno odstranitev majhnim molekulsko maso.

Pomembna dejstva

Večina reakcij se izvaja brez uporabe katalizatorja. Sesanje taline v drugi stopnji reakcije spremlja popolno čiščenje polimera, tako da ni potrebe po dodatnem izčrpnem postopku ponovnega oživljanja. V prvi fazi interakcije ne izpostavljajte močno zvišanju temperature, saj lahko to povzroči delno izhlapevanje monomerov, kršitev količinskega razmerja medsebojno aktivnih reagentov.

Polimerizacija: značilnosti in primeri

Za ta postopek je značilen en sam začetni monomer. Na primer s takšno reakcijo lahko polietilen dobimo od začetnega alkena.

Značilnost polimerizacije je nastajanje velikih polimernih molekul z določenim številom ponavljajočih strukturnih enot.

Zaključek

S polikondenzacijo je mogoče pridobiti veliko polimerov, ki jih potrebujejo v različnih sodobnih industrijah. Na primer, med tem postopkom lahko izoliramo fenol-formaldehidne smole. Medsebojno delovanje formaldehida in fenola spremlja tvorba vmesne spojine (fenol alkohola) v prvi fazi. Nato se pojavi kondenzacija, kar vodi do tvorbe visoke molekulske spojine - fenol-formaldehidne smole.

Izdelek, pridobljen s polikondenzacijo, je našel svojo uporabo pri izdelavi različnih sodobnih materialov. Fenoplasti, ki temeljijo na tej spojini, imajo odlične lastnosti toplotne izolacije, zato jih potrebujejo v gradbeništvu.

Poliestri, poliamidi, pridobljeni s polikondenzacijo, se uporabljajo v medicini, inženirstvu in kemični proizvodnji.