Основные типы и закономерности процессов полимеризации

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ [c.19]

Существование этих четырех типов элементарных процессов было установлено в результате детальных исследований кинетики и механизма полимеризационных процессов, проводящихся в последние 30—40 лет, и составляет одну из основ учения о полимерах. Закономерности протекания процессов полимеризации и свойства образующихся при этом полимерных веществ зависят от того, какие из этих четырех типов элементарных реакций и с какой относительной интенсивностью происходят в реакционной системе. Интенсификация или торможение любой из основных реакций позволяет воздействовать на скорость процесса полимеризации, на молекулярно-весовое распределение и на свойства синтезируемых полимерных материалов. [c.432]

Полимеризация в массе — способ проведения полимеризации, при к-ром исходный мономер находится в жидкой фазе в неразбавленном виде. Механизм П. в м. может быть различным — радикальным, ионным или координационно-ионным в зависимости от природы возбудителя процесса и мономера. Реакционная система м. б. гомогенной (полимер растворим в мономере, в конце процесса система представляет собой конц. р-р или расплав) гетерогенной (полимер образует отдельную жидкую или твердую фазу). Помимо мономера и возбудителя полимеризации, система может включать различные добавки, регуляторы и стабилизаторы. Обычно в результате П. в м. образуются продукты линейной или разветвленной структуры. Образование трехмерных (сшитых) структур при полимеризации многофункциональных мономеров и олигомеров (см.также Трехмерная полимеризация) часто рассматривают как особый тип полимеризационного процесса. Однако по основным кинетич. закономерностям его следует отнести к П. в м. [c.445]

Принципиально, условия успешного проведения дисперсионной полимеризации совершенно ясны. Основными требованиями являются присутствие инертного растворителя, растворяющего мономер, но осаждающего полимер, и полимерного стабилизатора, стабилизирующего формирующиеся полимерные частицы за счет образования защитного слоя на их поверхности. Если эти условия выполнены, то полимерные дисперсии можно получать по любому механизму полимеризации свободно-радикальному, ионному, поликонденсационному, с раскрытием цикла и т. д. Поскольку основная область практического применения —это радикальная дисперсионная полимеризация, постольку детальные исследования кинетики и механизма процесса ограничивались в основном этим направлением, хотя многие из найденных закономерностей имеют более широкую область приложения. Именно поэтому по большей части мы рассматриваем свободно-радикальную дисперсионную полимеризацию виниловых и акриловых мономеров, таких, как винилацетат, винилхлорид, метилметакрилат и акрилонитрил, главным образом в алифатических углеводородах. Вместе с тем кратко обсуждаются и другие типы дисперсионной полимеризации, которые, однако, не изучены столь же детально. [c.132]

Подробные исследования закономерностей процесса полимеризации капролактама в аппаратах НП в литературе не описаны. Поэтому, несмотря на то что предложено много конструкций аппаратов (см. ниже), все они спроектированы на основании эмпирических данных. Только сейчас предпринимаются попытки научного объяснения процесса гидролитической полимеризации в аппаратах НП и создания математических моделей для разработки наиболее рациональных конструкций. Эти работы посвящены в основном исследованию вертикальных аппаратов идеального вытеснения (рис. 3.3), так как большинство работающих в промышленности труб НП относится к этому типу. Такие аппараты просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Однако для достижения равномерного состава и заданных свойств полимера [c.85]

Проведенные исследования позволили установить характер влияния условий полимеризации на молекулярно-массовое распределение (ММР) и содержание разветвленных макромолекул и сшитых структур для основных типов каучуков и предложить рациональные пути получения полимеров с оптимальными молекулярными параметрами. Были выявлены закономерности связей между важнейшими элементами молекулярной структуры эластомеров и их свойствами в широком интервале температур. Установлены количественные корреляции между температурой стеклования и микроструктурой каучуков данного химического строения, изучен характер влияния ММР на температурный коэффициент эластичности для ряда каучуков, а также исследованы кристаллизационные процессы в эластомерах и пути их регулирования. [c.16]

В течение последних 20 лет технология синтетических полимерных материалов развивалась очень быстрыми темпами. Этому в значительной степени способствовало то крайне важное обстоятельство, что эти вещества являются не только заменителями обычных материалов, но и могут обладать таким сочетанием свойств, которое делает их в некоторых случаях значительно более ценными по сравнению с обычно применяемыми материалами. Изучение новых соединений такого типа послужило стимулом для исследования основных химических процессов, приводящих к образованию полимеров. Эти исследования, в свою очередь, привели к развитию теоретической химии. Прекрасным примером этого может служить химия свободно-радикальных реакций, развитие количественной теории которой в значительной степени обязано химии полимеров. Понимание физико-химических закономерностей реакции полимеризации является необходимым условием достижения конечной цели — синтеза полимеров с заранее заданными молекулярной структурой и свойствами. [c.7]

Следовательно, понятие поликонденсации объединяет ряд химических реакций, для которых общим является образование наряду с высокомолекулярными веществами и низкомолекулярного продукта. Иными словами, к этому типу будут принадлежать те химические реакции, которые по своей природе являются обменными реакциями. Это обстоятельство, как мы покажем далее, определяет весь характер взаимодействия реагирующих веществ и основные закономерности поликонденсационного равновесия. Все закономерности процесса поликондепсации резко отличают его от другого процесса, широко используемого для получения высокомолекулярных соединений, а именно, от ранее рассмотренного процесса полимеризации. [c.269]

Имеющиеся в настоящее время данные позволяют сформулировать основные принципы механизма действия комплексных цата-лизаторов, а также выявить некоторые общие закономерности реакций полимеризации олефинов. Однако многие проблемы, касающиеся важнейших деталей механизма полимеризации на системах Циглера—Натта (например, структуры активных центров, причин регулярного построения цепи, природы основных актов обрыва цепей и т. д.), еще не нашли своего экспериментально обоснованного решения. По каждому из таких вопросов в литературе высказан ряд соображений, часто имеющих гипотетический, а нередко и взаимоисключающий характер. Многие из этих предположений, затрагивающих аиболее важные, но трудно доступные экспериментальной проверке стороны механизмов элементарных актов, включены в данную монографию. Их следует рассматривать как рабочие гипотезы, которые представляют определенную научную ценность в качестве исходных посылок при постановке новых целенаправленных экспериментов. Ряд вопросов, например взаимодействие между компонентами комплексных катализаторов, кинетические аспекты процессов полимеризации на катализаторах различного типа, синтез стереорегулярных и оптически активных полимеров, технологическое оформление промышленных процессов полимеризации, вообще еще не были освещены даже в частных монографиях. [c.8]

Образование трехмерных (сшитых) структур при полимеризации многофункциональных мономеров и олигомеров в химии высокомолекулярных соединений и технологии обычно рассматривают как особый тип полимеризационного процесса. Однако по своим основным кинетическим закономерностям его также следует отнести к процессам полимеризации в массе. [c.277]

Согласно работам [3,60,61, 137], радикальная полимеризация является типичным неразветвленным цепным процессом с квадратичным обрывом и имеет соответствующие реакциям такого типа кинетические закономерности исходя из трех основных процессов [c.51]

Структура А. к. и детальный механизм их действия точно не установлены. Наиболее вероятно, что А. к.— катализаторы координационно-ионного типа. Полимеризация под действием А. к. подчиняется в общем тем же основным закономерностям, что и полимеризация с участием Циглера — Натта катализаторов (первый порядок по мономеру ухудшение стереоспецифичности в эфирных средах увеличение количества А. к. в системе повышает скорость процесса, не снижая мол. массы образующегося полимера более активные типы катали- [c.45]

С. В. Лебедев в своей магистерской работе выявил общие закономерности процессов полимеризации органических соединений. Продолжая в этом направлении исследования А. М. Бутлерова и А.Е. Фаворского, С. В. Лебедев в самом начале монографии писал ...Полимеризация, как процесс направляющий частицы к более устойчивым формам, широко распространена в области органических соединений. Не боясь впасть в преувеличение, можно сказать, что большинство ненасыщенных органических соединений при тех или иных условиях может полимеризоваться одни вещества в силу условий, которые в настоящее время не поддаются учету, оказываются настолько неустойчивыми, что процесс полимеризации совершается самопроизвольно другие, для того, чтобы этот процесс мог осуществиться, требуют воздействия света, высокой температуры или таких энергичных агентов, как серная кислота, фтористый бор, безводный хлористый цинк ([142], стр. 1). С. В. Лебедев показал, что в жестких условиях полимеризуются и низшие представители олефинов. На основе своих обширных опытных данных и анализа литературных источников С. В. Лебедев разработал научную классификацию полимеризации непредельных углеводородов. Он разделил полимеризацию углеводородов на пять типов типы стирола, стильбена, ацетилена, аллена и тип дивинила. Рассмотрев каждый тип в отдельности, С. В. Лебедев основное свое внимание уделил типу дивинила, т. е. системе с сопрян енными двойными связями, которая показывает максимальную склонность к самопроизвольной полимеризации при комнатной температуре. [c.108]

Впервые систематизируются научные исследования в области макроскопической модели протекания быстрых процессов олиго- и полимеризации изобутилена. Обсуждаются диффузионная, гидродинамическая и зонная модели. Рассмотрено математическое моделирование процесса полимеризации изобутилена как быстрой химической реакции. Раскрыты основные принципиально новые, в большей мере не имеющие аналогов, закономерности процесса и выявлены три макроскопических типа протекания реакции, прежде всего факельного и квазиидеального вытеснения в турбулентных потоках ( плоский фронт реакции). Рассмотрен нетрадиционный подход к оценке кинетических констант реакции полимеризации изобутилена Кр и К . Детально проанализированы методы регулирования основных молекулярно-массовых характеристик полиизобутилена благодаря изменениям различных факторов в первую очередь не имеющих аналогов в режиме квазиидеального вытеснения в турбулентных потоках, где выявлен ряд критических параметров. Рассмотрено влияние теплосъема как внешнего, так и внутреннего (за счет кипения мономера и/или растворителя). Детальный анализ теплового режима реакции полимеризации изобутилена и его влияния на молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение полимера позволили предложить новый метод оценки молекулярно-массовых характеристик с использованием зонной модели. На базе этой модели разработаны принципы регулирования молекулярных масс и молекулярно-массового распределения полиизобутилена в зависимости от числа зон подачи катализатора и его количества, подаваемого в каждую зону. [c.378]

Следовательно, понятие поликонденсации объединяет ряд химических реакций, для которых общим является образование наряду с высокомолекулярными веществами еще и низкомолекулярных продуктов [1—5]. Иными словами, химические реакщш указанного типа являются обменными реакциями или реакциями замещения. Это обстоятельство определяет весь характер взаимодействия реагирующих веществ и основные закономерности поликонденсационного процесса, резко отличающие его от процесса полимеризации, так широко используемого для получения высокомоле1<улярных соединений. Вследствие этого необходимо подчеркнуть те различия, какие имеются между указанными двумя процессами, тем более, что до настоящего времени нет полного единогласия среди ученых в том, какое содержание следует вкладывать в термины полимеризация и поликонденсация . Этот вопрос продолжает быть предметом обсуждения. [c.78]

Основные процессы получения полимеров — полимеризация и поликонденсация [540, 755]. Они происходят по цепному или ступенчатому механизму. Первый аналогичен цепным реакциям, характерным для низкомолекулярных соединений, второй — простым реакциям типа этерификации. Полимеризация часто подчиняется кинетическим закономерностям цепных процессов (для большинства полимеров, описываемых в этой монографии), реакции поликонденсации протекают по ступенчатому механизму. Для цепной полимеризации, которая может быть радикальной и ионной, характерны следующие элементарные стадии инициирование, рост, обрыв и передача цепи. Например, схему фотополимеризации этцлакри- [c.50]

Процессы ионной полимеризации в последнее время нашли широкое применение в промышленности и научной практике для синтеза различных гомо- и сополимеров, привитых и блок-сополимеров, модификации макромолекул и т. д. Подобное расширение области применения ионных катализаторов в процессах образования и превраш,е-ния макромолекул связано с большими успехами, достигнутыми в понимании природы активных центров ионной полимеризации, механизма образования ионов, ионных пар, активных компонентов и т. д.. термодинамики и кинетики превращения ионов, роли среды, механизма роста цепи и пр. Однако несмотря на большие успехи мы еще очень далеки от полного понимания механизма ионной полимеризации. Если в области радикальной полимеризации, благодаря основополагающим работам Н. Н. Семенова по общей теории цепных процессов и работам многочисленного отряда ученых всего мира по кинетике и. механизму этого типа полимеризации, известны основные законы и уравнения, описывающие эти закономерности, то в области ионной полимеризации, к сожалению, исследования находятся еще в самой начальной стадии. В настоящее время мы располагаем рядом превосходных изданий по радикальной полимеризации на русском языке. В качестве примера можно назвать монографию С. X. Багдасарьяна Теория радикальной полимеризации (изд-во Наука , М., 1966) и книгу К- Бэмфорда и др. Кинетика-радикальной полимеризации виниловых соединений (ИЛ, М., 1961), тогда как по ионной полимеризации положение значительно хуже. В последние годы вышли лишь две монографии, посвященные ионной полимеризации (П. Плеш, Катионная полимеризация , изд-во Мир , 1966 Б. Л. Ерусалим-ский, Ионная полимеризация полярных мономеров , изд-во Наука , 1970). В обеих монографиях хотя и освещаются основные достижения в этой области полимерной науки, однако они имеют в основном описательный характер. [c.5]

Накопленный экспериментальный материал позволяет отметить некоторые сходные закономерности реакций 2-окси- и 2-меркаптоалкилирования, а также различия между ними. Из последних наиболее характерными следует считать необычно высокую по сравнению с оксиранами способность тииранов к полимеризации и отщеплению гетероатома под влиянием нуклеофильных агентов. Указанные два типа превращений являются побочными процессами практически во всех описанных реакциях 2-меркап-тоалкилирования, а при определенных условиях могут составлять основное направление реакции. Со многими нуклеофильными агентами тиираны вообще не образуют мономерных продуктов конденсации. [c.196]

Реакция проходит практически в тех же условиях, что и диспропорционирование олефинов в частности, обычно используют катализаторы тех же типов [1383], хотя, естественно, в основном гомогенные. Полагают, что механизмы этих реакций близки, однако ряд особенностей полимеризации циклоолефинов позволил внести существенный вклад в понимание ее механизма. Так, исследование полимеризации циклоолефинов позволяет значительно проще и надежнее установить кинетические закономерности иа основе молекулярно-массового распределения образующихся полимеров. Именно этим путем был доказан не ступенчатый, а цепной механизм процесса — уже на ранних стадиях (конверсия циклоолефина <10%) в присутствии различных каталитических систем образуются полимеры с высокой молекулярной массой, а не низшие олигомеры, которые обычно образуются в результате деструкции высокомолекулярных полимеров, также протекающей по схеме метатезиса [1388, 1409. Важным для понимания механизма данной группы реа кций явилось и проведение полимеризации ряда циклоолефинов при инициировании комплексом [ ( O)5W Ph2] [1410—1412]. В об- [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология