27.8: Polimery i reakcje polimeryzacji

Charakterystyka polimerów kondensacyjnych

Polimery kondensacyjne tworzą się wolniej niż polimery addycyjne, często wymagają ciepła, a ich masa cząsteczkowa jest na ogół niższa. Końcowe grupy funkcyjne na łańcuchu pozostają aktywne, tak że grupy krótszych łańcuchów łączą się w dłuższe łańcuchy w późnych etapach polimeryzacji. Obecność polarnych grup funkcyjnych na łańcuchach często zwiększa przyciąganie łańcuch-łańcuch, szczególnie jeśli dotyczy to wiązania wodorowego, a tym samym krystaliczność i wytrzymałość na rozciąganie. Poniższe przykłady polimerów kondensacyjnych mają charakter ilustracyjny.

Zauważ, że w syntezie komercyjnej składniki kwasu karboksylowego mogą być w rzeczywistości stosowane w postaci pochodnych, takich jak proste estry. Ponadto, reakcje polimeryzacji Nylonu 6 i Spandexu nie przebiegają poprzez eliminację wody lub innych małych cząsteczek. Niemniej jednak, polimer wyraźnie tworzy się w procesie stopniowego wzrostu. Niektóre polimery kondensacyjne

Różnica w Tg i Tm między pierwszym poliestrem (całkowicie alifatycznym) a dwoma poliamidami nylonowymi (5. & 6. pozycji) pokazuje wpływ wewnątrzłańcuchowego wiązania wodorowego na krystaliczność. Zastąpienie elastycznych połączeń alkilidenowych sztywnymi pierścieniami benzenowymi również usztywnia łańcuch polimeru, prowadząc do zwiększenia krystaliczności, co wykazano w przypadku poliestrów (pozycje 1, 2 &3) i poliamidów (pozycje 5, 6, 7 & 8). Wysokie wartości Tg i Tm dla amorficznego polimeru Lexan są zgodne z jego wspaniałą przezroczystością i sztywnością podobną do szkła. Kevlar i Nomex są niezwykle wytrzymałymi i odpornymi materiałami, które znajdują zastosowanie w kamizelkach kuloodpornych i odzieży ognioodpornej.

Wiele polimerów, zarówno addycyjnych jak i kondensacyjnych, jest stosowanych jako włókna Główne metody przędzenia polimerów syntetycznych na włókna to otrzymywanie ich ze stopów lub lepkich roztworów. Poliestry, poliamidy i poliolefiny zwykle przędzie się z topników, pod warunkiem, że ich Tm nie jest zbyt wysoka. Poliakrylany ulegają degradacji termicznej i dlatego są przędzone z roztworu w lotnym rozpuszczalniku. Ciągnienie na zimno jest ważną obróbką fizyczną, która poprawia wytrzymałość i wygląd tych włókien polimerowych. W temperaturze powyżej Tg, grubsze niż pożądane włókno może zostać siłą rozciągnięte do wielokrotności swojej długości; w ten sposób łańcuchy polimerowe rozplątują się i mają tendencję do układania się w sposób równoległy. Ta procedura ciągnienia na zimno porządkuje losowo zorientowane domeny krystaliczne, a także wyrównuje domeny amorficzne, dzięki czemu stają się one bardziej krystaliczne. W tych przypadkach, fizycznie zorientowana morfologia jest ustabilizowana i zachowana w produkcie końcowym. Kontrastuje to z polimerami elastomerowymi, dla których rozciągnięta lub wyrównana morfologia jest niestabilna w stosunku do amorficznej morfologii przypadkowych zwojów.

Ta obróbka ciągnienia na zimno może być również stosowana do obróbki folii polimerowych (np. Mylar & Saran), jak również włókien.

index3aa.pngindex3a.png

Polimeryzacja krokowa jest również stosowana do przygotowywania klasy klejów i amorficznych ciał stałych zwanych żywicami epoksydowymi. W tym przypadku wiązanie kowalencyjne zachodzi w wyniku reakcji SN2 pomiędzy nukleofilem, zwykle aminą, a końcowym epoksydem. W poniższym przykładzie, ten sam półprodukt bisfenol A używany jako monomer dla Lexanu służy jako difunkcyjne rusztowanie, do którego przyłączone są pierścienie epoksydowe. Bisfenol A jest przygotowywany w wyniku katalizowanej kwasem kondensacji acetonu z fenolem.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *