Радикальные и цепные реакции при высоких энергиях (температурах)

Закономерности ионной полимеризации могут быть рассмотрены только в общих чертах, так как в каждом конкретном случае в зависимости от природы мономера, катализатора к среды процесс имеет свои особенности. Энергия активации ионной полимеризации ниже, чем радикальной, поэтому процесс идет прн низких температурах, часто отрицательных, с очень высокой скоростью. Ионная полимеризация, как любой цепной процесс, протекает в три стадии инициирование, рост цепи, ограничение роста. Однако в отличие от радикальных процессов функция катализатора не ограничивается только участием в реакц[ ях инициирования катализаторы влияют на реакцик роста и обрыва цепи, участвуют в реакциях переноса. Это определяет кинетику процесса н структуру получаемого полимера. Прн радикальной по.лимернэации инициатор не оказывает влияния на структуру полимера. [c.122]

РАДИКАЛЬНЫЕ И ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ ПРИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЯХ (ТЕМПЕРАТУРАХ) [c.90]

Теоретические основы. Термокрекинг и коксование являются процессами превращения нефтяного сырья под действием высоких температур в газообразные, жидкие и твердые продукты. Количественный и качественный состав конечных продуктов определяется свойствами исходного сырья, температурой процесса, давлением в зоне реакции, агрегатным состоянием реакционной массы, временем пребывания сырья в реакционной зоне. Преобразование компонентов исходного сырья происходит в результате последовательно-параллельных реакций, протекающих главным образом по радикально-цепному механизму. Ход реакций в термодинамическом отношении вполне закономерен, так как обусловлен переходом нефтяного сырья с большим запасом свободной энергии в низкомолекулярные газообразные и среднемолекулярные дистиллятные фракции и в кокс, имеющие меньший запас свободной энергии. [c.81]

Реакции хлорирования парафиновых и олефиновых углеводородов при высокой температуре в газовой фазе, а также реакции хлорирования в жидкой фазе в присутствии инициаторов протекают, как правило, по радикально-цепному механизму. Энергия, необходимая для гомолитического разрыва химической связи, определяется как природой разрываемой связи, так и стабильностью образовавшихся свободных радикалов. Ниже приведены энергии диссоциации связей С—Н и С—С1 (в кДж/моль) в соединениях типа А—X (где Х = Н, С1) [ . [c.7]

Значительные успехи были достигнуты и в регулировании реакции роста цепи при полимеризащ-1и диенов [8] и различных полярных мономеров, В результате проведенных опытов было показано, что стереоспецифическая полимеризация олефинов может быть проведена также и в гомогенной системе. При анионной или катионной гомополимеризации с управляемой реакцией роста цепи несомненно важную роль играет промежуточный комплекс мономера с противоионом. При таком методе получения стереорегуляр-ных полимеров удается снизить свободную энергию активации реакции роста цепи, ведущую к образованию полимера с определенной степенью тактичности. К сожалению, этот метод трудноосуществим при полимеризации неполярных, высоколетучих мономеров, какими являются, в частности, этилен и пропилен. Реакцию полимеризации этилена в высокомолекулярный разветвленный продукт долгое время осуществляли только по радикальному механизму при высоких давлении и температуре. Аналогичные опыты по радикальной полимеризации пропилена не имели успеха, так как на третнчном атоме углерода легко происходит передача цепн, вследствие чего образуется полимер небольшого молекулярного веса, который не может быть использован для получения пластмасс. Высокомолекулярные линейные полимеры этилена и пропилена можно синтезировать при низком давлении только при наличии твердой фазы катализатора. Мономер и металлорганический компонент сорбируются на поверхности твердой фазы, чем достигается ориентация каждой молекулы мономера перед ее присоединением к растущей полимерной цепи. [c.10]

Перекиси распадаются в условиях реакции на свободные радикалы, которые, реагируя с полиэтиленом, образуют полимерные радикалы. Последние либо образуют поперечные сщивкч, либо вызывают разрыв цепи, либо диспропорционируют, давая двойные связи. При исследовании процесса структурирования полиэтилена перекисью бензоила при 60—90° С было установлено, что поперечные связи между его макромолекулами возникают в результате обрыва радикального процесса распада перекиси вследствие соединения полимерных радикалов 2504-2506,2522,252з Распад перекиси в полиэтилене имеет цепной характер его возбуждают бензоатные радикалы, которые возникают в результате самопроизвольного распада. Стадия роста этой цепной реакции имеет второй порядок. Механизм обрыва изменяется с температурой вследствие значительной разности энергий активации инициирования переноса. При более высоких температурах преобладает неэффективное взаимодействие первичных полимерных радикалов. Наиболее существенную роль играет элементарный акт переноса, определяющий частоту рекомбинации полимерных радикалов или же возникновения поперечных связей. Затрудненная диффузия реагирующих веществ определяет скорость всех реакций, протекающих в полимере. [c.288]

Начиная с 1951 г., публикуется серия работ по изучению кинетики и основных закономерностей радиационной полимеризации и сополимеризации ненасыщенных полиэфиров. В работе Шмитса и Лоутона [414] показано, что тетра-этиленгликольдиметакрилат полимеризуется при облучении электронами высокой энергии по радикально-цепному механизму. Обэтом свидетельствовали ингибирование реакции бензохиноном и кислородом воздуха, а также отверждение при низких дозах от 2,5 до 10 Мрад. Авторы обнаружили, что реакция с достаточной глубиной превращения может проходить при температурах не ниже —50° С. [c.139]

Энергия диссоциации связей в ацетилене весьма высока для СгН — Н 115 10, для СН = СН 230 2 [33], поэтому трудно согласовать относительно низкую суммарную энергию активации с энергиями диссоциации связей в ацетилене и записать радикально-цепную схему реакции. С другой стороны, ряд данных свидетельствует в пользу цепного механизма процесса, осуществляющегося по крайней мере при более низких температурах. Здесь следует отметить высокие значения предэкспоненциального множителя, которые соответствуют длине цепи 100 для гомогенной реакции и 5 — для гетерогенной [70]. Известно, также, что реакция тормозится добавками N0 [70, 68, 77, 88, 89] и имеет период индукции, величина которого возрастает при добавлении N0 [68]. Нужно отметить, что механизм ингибирования распада ацетилена окисью азота, по-видимому, отличается от механизма ингибирования N0 крекинга парафинов. Если в последнем случае ингибирующее действие N0 связано с тем, что окись азота является акцептором радикалов и сама не распадается в процессе крекинга [90], то при ингибированном пиролизе ацетилена происходит расходование N0 [68, 70] , Скорость исчезновения окиси азота пропорциональна [СзНг] и не зависит от концентрации N0. Энергия активации реакции N0 с ацетиленом равна 68,6 ккал/молъ, что существенно превышает энергию активации полимеризации ацетилена в тех же условиях [68]. Полностью отсутствуют в литературе сведения о продуктах реакции между окисью азота и ацетиленом. [c.666]

Вода неспособна к радикальному присоединению из-за энергетической затрудненности стадии (б). Реакции с углеводородами (термическое алкилирование) идут лишь при высоких температурах и давлениях. С трудом протекают и реакции с аммиаком. Для иода, наоборот, энергетически невыгодна стадия (а). Остальные приведенные в таблице вещества, в том числе и хлористый водород, способны к радикально-цепному присоединению. Как видно из данных для ССЦ и СНСЦ, по сравнению с СН4 присоединение облегчается при непосредственном соседстве заместителей, способных к сопряжению и снижающих энергию разрыва связи С—V. Кроме перечисленных соединений к этому способны альдегиды КСНО и первичные спирты НСНгОН, которые сравнительно легко дают свободные радикалы при отрыве а-атома водорода. [c.125]

Важным этапом таких цепных реакций является начальный процесс, в котором зарождаются активные частицы. При радикальном хлорировании ароматических соединений, обычно происходящем в жидкой фазе, зарождение активных частиц может идтк за счет термической диссоциации молекулярного хлора с участием стенок аппарата. Однако термическое инициирование реакции не всегда достаточно эффективно. Значительно сильнее действует свет кварцевой лампы, кванты которого имеют высокую энергию и вызывают распад молекулярного хлора на атомы. С повышением температуры квантовый выход при фотохимическом хлорировани> повышается. Так, в случае хлорирования толуола при —80°С каждый поглощенный квант вызывает вступление в реакцию 25 моле кул хлора, а при 20°С квантовый выход достигает 8-10 [2]. [c.382]

Радиационно-химический выход продуктов при низких температурах (О—60° С) не зависит от температуры, что указывает на отсутствие цепей в этих условиях. При окислении н.гептана и н.нонана под действием рентгеновского излучения с мощностью дозы 10 — 8-10 эв мл-сек [26] в широком интервале температур (от —80 до +130° С) оказалось, что выход перекисей не заврюит от температуры вплоть до +40°, а затем растет с ростом температуры. Это указыв т на то, что ниже 40° С реакция идет радикальным путем, а выше 40° С начинают развиваться цепи. Температурному ходу скорости окисления соответствует энергия активации 15+2 ккал1молъ. Скорость окисления при высоких температурах растет с увеличением дозы по закону — У7, где I — мощность дозы. Это свидетельствует о цепном характере реакции и квадратичном обрыве цепей. [c.196]