Реакции полимеров с малыми молекулами и ионами

Как видно из приведенных примеров, для перехода от линейной структуры полимера к сетчатой достаточно минимум одной химической связи между двумя соседними макромолекулами, т. е. одна молекула низкомолекулярного вещества способна вызвать качественное изменение состояния двух макромолекул полимера, связав их друг с другом. При этом они теряют способность перемещаться в качестве самостоятельной кинетической единицы. Молекулярная масса малой молекулы сшивающего агента значительно меньше молекулярной массы сшиваемых макромолекул полимера, а поэтому уже крайне малые добавки этих агентов приводят к образованию единой структуры сетчатого полимера. Для сшивания молекул каучука с молекулярной массой 500 ООО достаточно 1 % перекиси или 1,5—2% серы для сшивания целлюлозы с молекулярной массой 1 500 ООО достаточно 0,01% гексаметилендиизоцианата (присоединение гидроксильного водорода целлюлозы к изоцианатным группам сшивающего агента). Сшивание макромолекул можно проводить также путем физических воздействий, приводящих к образованию активных центров (радикалов или ионов) на макромолекулах. Например, при облучении ультрафиолетовым светом или при действии у-лучей на насыщенные и ненасыщенные полимеры образуются свободные радикалы внутри макромолекул. Эти радикалы реагируют друг с другом или с двойными связями других макромолекул, что приводит к возникновению поперечных связей и образованию сетчатой структуры. Механизм этих реакций подобен рассмотренному выше случаю перекисной вулканизации каучуков. [c.46]

В присутствии 60%-ной серной кислоты изобутилен не превращается в полимер с длинной цепью, а дает смесь димеров (алкенов с восемью углеродными атомами). Механизм этого процесса подобен механизму описанной выше реакции полимеризации, за исключением того, что обрыв цепи происходит после соединения всего лишь двух молекул изобутилена. Малая длина цепи обусловлена высокой концентрацией воды промежуточный карбониевый ион теряет протон, отдавая его воде, прежде чехм он успеет прореагировать со следующей молекулой алкена. [c.224]

Во многих хорошо известных примерах обратимых реакций между макромолекулами полимеров и молекулами низкомолекулярных веществ малыми реагирующими частицами являются простые ионы. В этом случае основной формой взаимодействия между участками, по-видимому, будет электростатическое взаимодействие, т. е. ф(у) связана непосредственно с влиянием заряженных участков на химический потенциал реагирующих частиц. [c.607]

А. РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРОВ С МАЛЫМИ МОЛЕКУЛАМИ И ИОНАМИ [c.345]

Реакции полимеров с малыми молекулами и ионами 347 [c.347]

Таким образом, уже при рассмотрении общей картины образования полимеров изобутилена по схеме катионной полимеризации совершенно очевидны трудности в понимании тонкого механизма отдельных элементарных стадий. Прежде всего это относится к актам инициирования и роста полимерных цепей в малополярных углеводородных средах, отражающих высокую специфичность реакций образования и роста полимерных карбкатионов, отсутствующих в химии их низкомолекулярных аналогов. Малые эффекты внутренней стабилизации растущих ионов карбония с изобутиленовой структурой из-за отсутствия сильных электронодонорных заместителей у катионного центра обусловливают существенную роль сольватирующей (электростатической) функции мономера, несмотря на невысокие значения диэлектрической проницаемости (е = 2-3). Плохая в общепринятом смысле сольватация ионов карбония благодаря большим размерам ассоциатов не исключает, а предполагает эффективную внешнюю стабилизацию с помощью мономера, связанную с его нуклеофильной функцией. Важно подчеркнуть взаимосвязь электростатического и ковалентного связывания (или факторов жесткости и мягкости) в реакции ионов карбония с олефином. Стабилизация карбкатионов мономером, определяемая орбитальной координацией, связана с обратным упорядочивающим действием иона на молекулы мономера в его непосредственном окружении, ориентирующим их согласно электростатическому фактору. В совокупности это объясняет быстрый рост катионов в неполярных средах и наблюдаемые кинетические особенности реакции полимеризации. [c.109]

Многие биохимические процессы зависят от степени ионизации участвующих в них молекул. К их числу относятся реакции, катализируемые фермен-тами, связывание белками различных ионов, процесс переноса кислорода с участием гемоглобина, конформационные изменения белков и других био-полимеров, поведение малых и больших молекул при электрофоретическом и хроматографическом разделении и т. д. Мы начнем поэтому наше рас-смотрение с проблемы протолитического равновесия. [c.17]

За последнее время большое значение приобрело изучение деструкции под действием излучений высокой энергии (рентгеновские лучи, а-, р- и у-излучение). При поглощении р- или у-излучения происходит возбуждение молекулы полимера и диссоциация ее либо на свободные радикалы, либо на радикал и ион. Продолжительность жизни образующихся ионов чрезвычайно мала, поэтому в разнообразные химические реакции (радиохимические превращения) вступают в основном свободные радикалы. При этом конечными продуктами деструкции могут быть полимеры линейного, разветвленного и пространственного строения. [c.65]

Реакции между химически комплементарными макромолекулами в растворах следует рассматривать, как было показано выще, как кооперативные взаимодействия макромолекул. Круг таких реакций достаточно широк — это, прежде всего, ионные реакции (VII.2), (Vn.3) и (Vn.4), в которых хотя бы один из полимеров является заряженным реакции переноса протона, приводящие к образованию полимерных солей из неионизованных макромолекул наконец, это реакции, приводящие к возникновению поликомплексов, стабилизированных слабыми взаимодействиями между звеньями— водородными связями, гидрофобными взаимодействиями и др. Именно кооперативный характер взаимодействий определяет высокую устойчивость продуктов межмакромолекулярных реакций по сравнению с аналогичными соединениями, образованными из малых молекул. Рассмотрим некоторые особенности межмакромолекулярных реакций, являющиеся следствием длинноцепочечной природы реагентов. [c.241]

В зависимости от размера микропор в набухшей полимерной сетке она может стать проницаемой не только для малых молекул растворителя, по и для растворенного в нем вещества, молекулы которого имеют значительно больший объем. С увеличением размера молекул растворенного вещества скорость его диффузии в микропорах набухшего сетчатого по.т1имера понижается. Для веществ с большим молекулярным весом полимерная сетка данного ионита в данных условиях набухания может оказаться совершенно непроницаемой. Если в набухшем полимере имеются звенья, содержащие ионогенные группы, а диффундирующие в него частицы представляют собой органические ионы различного размера, то в реакцию ионного обмена прежде всего вступят те органические ионы, скорость диффузии которых в полимерном каркасе ионита выше. Тщательным подбором полимерного каркаса по размеру микропор в нем, возникающих в процессе набухания в выбранном растворителе, и скоростей фильтрации удается сочетать воедино принцип ионообменной сорбции с эффектом мо- [c.14]

Подбором подходящих условий полимеризации можно изменять среднюю молекулярную массу и связанные с ней свойства полимеров. Так, при радикальной полимеризации повышение температуры реакции или содержания инициатора увеличивает число растущих радикалов. Так как скорость реакции цепи имеет первый порядок по концентрации растущих радикалов, а скорость реакции обрыва — второй порядок, то средняя молекулярная масса понижается при повышении скорости полимеризации. Снижение концентрации мономера также приводит к получению полимеров с небольшой молекулярной массой при этом скорость полимеризации тоже снижается. Вследствие возможности протекания побочных реакций при высоких температурах и высоких концентрациях инициаторов молекулярную массу во многих случаях изменяют путем добавления регуляторов — веществ с высокими константами передачи цепи (см. раздел 3.1 и опыт 3-14). Уже при малых концентрациях эти вещества сильно снижают среднюю молекулярную массу. Скорость полимеризации при этом остается практически неизменной. Осколки регуляторов входят в состав молекул полимеров как концевые группы. Такими регуляторами являются прежде всего меркаптаны (я-бутилмеркаптан, до-децилмеркаптан) и другие серосодержащие органические соединения (например, диизопропилксантогенидсульфид), а также галогенсодержащие соединения, альдегиды и ацетали. В технике регуляторы играют важную роль при эмульсионной полимеризации прежде всего при получении полимеров на основе бутадиена. Регулировать молекулярную массу можно и при ионной полимеризации [28]. [c.58]

Однако необходимо отметить, что механизм процессов сшивания и деструкции полимеров при облучении еще недостаточно ясен. Имеется тенденция отказаться от объяснения сшивания рекомбинацией двух подвижных свободных радикалов, так как в твердых полимерах подвижность радикалов мала. Сшивание было рассмотрено как процесс, происходящий в результате ионно-молекулярных реакций [77]. Это рассмотрение основано на том, что заряд может легко перемещаться по молекуле. В какой-то момент он окажется в точке, в которой углеродный атом соседней цепочки будет достаточно близок, чтобы образовать связь. Хотя имеющиеся данные указывают на большую вероятность и0нн0-1М0лекулярных реакций в газовой фазе, прямых указаний на существование подобных реакций в полимерах нет. [c.258]

Следовательно, мы не можем рассчитать количества пар ионое (ионизаций), образовавшихся на каждые 100 эв поглощенной энергии. Приблизительно за 10" сек (или менее) кинетическая энергия вторичного электрона достигает малой величины около 0,025 эб (электрон становится тепловым ) он вновь притягивается к своему исходному иону, нейтрализуя избыточный положительный заряд последнего и освобождая энергию, равную энергии ионизации. Это переводит полимерный сегмент в состояние с более высокой энергией и способствует протеканию дальнейших реакций. При наличии в твердом полимере ловушек электронов, например двойных связей, электрон может находиться в возбужденно.м состоянии более длительное время. Поэтому увеличивается вероятность осуществления реакций, протекающих с участием той положительно заряженной части молекулы, которая образовалась при отрыве находящегося в ловушке электрона. Эти ионы также могут перемещаться к двойной связи, поскольку положительный заряд у двойной связи характеризуется энергией приблизительно на 20 ккал/моль меньше, чем в любом другом месте вдоль цепи главных валентностей. Последняя оценка получена Митчеллом и Коулманом при исследовании потенциалов ионизации газообразных н-бутана и бутена-1. В этой связи интересно отметить, что Уинтл обнаружил почти четырехкратное увеличение электропроводности полиэтилена, облученного дозой 25 Мрад в вакууме, по сравнению с исходным полимером. В случае крайне малых доз облучения, [c.390]