Polikondenzacija je ... Reakcija polikondenzacije: primjer, svojstva i prijem

Kondenzacija je osnova za stvaranje polimernih sintetičkih materijala: polivinil klorida, olefina. Pri korištenju osnovnih verzija monomera, moguće je dobiti milijune tona novih polimernih supstanci kopoloskondenziranjem. Trenutno postoje različite metode koje omogućuju ne samo stvaranje supstanci, već i utjecaj na distribuciju molekulskih masa polimera.

Značajke procesa

Reakcija polikondenzacije je postupak dobivanja polimera za stupnjevito prianjanje molekula polifunkcionalnih monomera jedan s drugim. U tom slučaju izolirani su nisko molekularni produkti.

Može se razmotriti osnova tog procesa supstitucijsku reakciju. Zbog izolacije nusproizvoda, postoje razlike u elementarnom sastavu polimera i polaznog monomera.

Reakcija polikondenzacije aminokiseline povezana je s formiranjem molekula vode tijekom interakcije amino i karboksilnih skupina susjednih molekula. U tom slučaju, prva faza reakcije povezana je s formiranjem dimera, zatim se pretvaraju u visoke molekularne tvari.

Reakcija polikondenzacije, čiji primjer koji razmatramo, karakterizira sposobnost stvaranja stabilnih tvari u svakoj fazi. Dimeri, trimeri i polimeri proizvedeni interakcijom aminokiselina mogu se izolirati u svim međufaznim fazama reakcijske smjese.

Dakle, polikondenzacija je korak po korak. Da biste nastavili, trebate molekule monomera, koje se sastoje od dvije funkcionalne skupine koje mogu međusobno komunicirati.

Prisutnost funkcionalnih skupina omogućava oligomeri da reagiraju ne samo jedni s drugima već i s monomerima. Ova interakcija karakterizira rast polimernog lanca. Ako početni monomeri imaju dvije funkcionalne skupine, lanac raste u jednom smjeru, što dovodi do formiranja linearnih molekula.

Polikondenzacija je reakcija, čiji će rezultat biti proizvodi koji su sposobni za naknadnu interakciju.

klasifikacija

Reakcija polikondenzacije, čiji primjer može biti zapisan za mnoge organske tvari, daje ideju o složenosti trajne interakcije.

Trenutačno takvi postupci obično se klasificiraju prema određenim kriterijima:

• vrsta veze između veza;
• količina monomera koji sudjeluju u reakciji;
• procesni mehanizam.

Koja je razlika između reakcije polikondenzacije za različite klase organskih tvari? Na primjer, poliamidi koriste amine i karboksilne kiseline kao polazne komponente. Tijekom stupnjevite interakcije između monomera, uočava se stvaranje polimera i molekula vode.

U esterifikaciji polazni materijali su alkoholna i karboksilna kiselina, a uvjet za pripravu estera je upotreba koncentrirane sumporne kiseline kao katalizatora.

Kako se pojavljuje polikondenzacija? Primjeri interakcija upućuju na to da, ovisno o broju monomera, može se razlikovati homo- i heteropolekondenzacija. Na primjer, za homopolkondenziranje, monomeri će biti predstavljeni tvari koje imaju slične funkcionalne skupine. U ovom slučaju, kondenzacija je kombinacija početnih tvari s oslobađanjem vode. Primjer je reakcija između nekoliko aminokiselina, što rezultira stvaranjem polipeptida (protein molekule).

Mehanizam procesa

Ovisno o karakteristikama protoka oporavio reverzibilne (ravnoteže) i nepovratne (neravnoteže) polimerizacijom. Ova podjela može objasniti prisutnost ili odsutnost destruktivne reakcije koje uključuju korištenje niske molekularne procese, različitih aktivnosti monomera, kao i omogućiti razlike u kinetičkih i termodinamičkih čimbenika. Takve interakcije karakteriziraju niske ravnotežne konstante, neznatnu brzinu procesa, vrijeme reakcije, visoke temperature.

U mnogim slučajevima, za nepovratne procese, upotreba monomera karakterizirana visokom reaktivnošću karakteristična je.

Visoke brzine procesa korištenjem monomera ovog tipa objašnjavaju izbor niskotemperaturne polikondenzacije i međupredmetne otopine u otopini. Nepravilnost procesa je zbog niske temperature reakcijske smjese, proizvodnje kemikalije niske aktivnosti. U organskoj kemiji postoje i takve inačice neprikladne polikondenzacije koje protječe u talionama pri visokim temperaturama. Primjer takvog procesa je proizvodni proces od diola i dihalogen derivata dikarboksilne kiseline poliestera.

Jednadžba Carotera

Dubina polikondenzacije povezana je s pažljivim uklanjanjem proizvoda niske molekulske težine iz reakcijskog medija koji ometaju pomicanje postupka prema stvaranju polimernog spoja.

Između dubine procesa i stupnja polimerizacije postoji veza koja se kombinira u matematičku formulu. U reakciji polikondenzacije nestaju dvije funkcionalne skupine i jedna molekula monomera. Budući da se tijekom prolaska procesa potroši neka količina molekula, dubina reakcije je povezana s udjelom reagiranih funkcionalnih skupina.

Što je veća interakcija, to je veći stupanj polimerizacije. Dubinu procesa karakterizira trajanje reakcije, veličina makromolekula. Koja je razlika između polimerizacije i polikondenzacije? Prije svega, priroda protoka, kao i brzina procesa.

Razlozi za zaustavljanje procesa

Uhićenje rasta polimernog lanca uzrokovano je različitim kemijskim i fizičkim uzrocima. Kao glavni čimbenici koji pridonose zaustavljanju sinteze polimernog spoja razlikujemo:

• povećanje viskoznosti medija;
• smanjenje brzine difuzijskog procesa;
• smanjenje koncentracije međusobnih tvari;
• snižavanje temperature.

Kako se povećava viskoznost reakcijskog medija, kao i koncentracija funkcionalnih skupina smanjuje se vjerojatnost sudara molekula, nakon čega slijedi zaustavljanje u procesu rasta.

Među kemijskim razlozima za usporavanje polikondenzacije su:

• promjena u kemijskom sastavu funkcionalnih skupina;
• nerazmjerna količina monomera;
• prisutnost u sustavu nisko molekularnog reakcijskog produkta;
• ravnoteža između izravnih i reverznih reakcija.

Specifičnost kinetike

Polimerizacija i reakcije polikondenzacije povezane su s promjenom brzine interakcije. Analizimo osnovne kinetičke procese na primjeru procesa poliesterifikacije.

Kisela kataliza nastavlja se u dvije faze. Prvo se opaža protoniranje kiseline, polaznog reagensa, s kiselinom koja služi kao katalizator.

Tijekom napada, reagens alkoholske skupine razgrađuje intermedijera u reakcijski produkt. Za protok izravne reakcije, važno je pravovremeno ukloniti molekule vode iz reakcijske smjese. Postupno se smanjuje brzina procesa, uzrokovana povećanjem relativne molekulske mase polikondenzacijskog produkta.

U slučaju ekvivalentnih količina funkcionalnih skupina na krajevima molekularne interakcije može biti dug vremenski period, dok je div makromolekula je stvorio.

Mogućnosti procesa

Polimerizacija i polikondenzacija važni su procesi koji se koriste u suvremenoj kemijskoj proizvodnji. Postoji nekoliko laboratorijskih i industrijskih metoda za provođenje postupka polikondenzacije:

• u otopini;
• u talinu;
• u obliku interphase procesa;
• u emulziji;
• na matricama.

Reakcije u taljevinama nužne su za pripravu poliamida i poliestera. U glavnoj otopini, ravnotežna polikondenzacija nastavlja se u dvije faze. Prvi interakcija se u vakuumu, čime se izbjegava toplinsku oksidativne degradacije monomera i polikondenzacijski produkti osigurava postupno zagrijavanje reakcijske smjese, potpunog uklanjanja niske molekularne težine proizvoda.

Važne činjenice

Većina reakcija se izvodi bez upotrebe katalizatora. Evakuacija taline u drugom stupnju reakcije popraćeno potpunog pročišćavanja polimera, nema potrebe za obavljanje dugotrajan proces dalje taloženje. Ne nagli porast temperatura u prvoj fazi interakcije, jer to može dovesti do djelomičnog isparavanja monomera, poremećaj udjela u interakciji reaktanata.

Polimerizacija: značajke i primjeri

Ovaj proces karakterizira uporaba jednog početnog monomera. Na primjer, takvom reakcijom, polietilen se može dobiti iz početnog alkena.

Značaj polimerizacije je formiranje velikih polimernih molekula s određenim brojem ponavljajućih strukturnih jedinica.

zaključak

Polikondenzacijom je moguće dobiti mnoge polimere koji su traženi u raznim modernim industrijama. Na primjer, fenol-formaldehidne smole mogu se izolirati tijekom ovog procesa. Interakcija formaldehida i fenola prati formiranje intermedijarnog spoja (fenol alkohola) u prvoj fazi. Zatim dolazi do kondenzacije, što dovodi do formiranja visoke molekulske smjese - fenol-formaldehid smole.

Proizvod dobiven polikondenzacijom pronašao je svoju primjenu u stvaranju raznih suvremenih materijala. Fenoplasti, koji se temelje na ovom spoju, imaju odlične karakteristike toplinske izolacije, tako da su u zahtjevu u izgradnji.

Poliesteri, poliamidi dobiveni polikondenzacijom, koriste se u medicini, inženjerstvu, kemijskoj proizvodnji.