Виниловые полимеры стереорегулярные

Каталитическая система, состоящая из алкилов и галогенидов металлов, использованная Циглером и Натта для синтеза стереоспецифических виниловых полимеров, представляет лишь одну из каталитических систем, в которых центры, контролирующие реакцию роста цепи, возникают на мелких, иногда коллоидного размера, частицах металлов или металлоорганических соединений. В этой главе рассматриваются другие катализаторы и каталитические системы, которые пригодны для получения стереорегулярных полимеров. [c.242]

В. Стереорегулярные виниловые полимеры [c.422]

ЯМР высокого разрешения является универсальным методом изучения стереохимического строения полимеров. По спектрам ПМР виниловых полимеров — HR—СН2—]п возможно абсолютное определение, основанное на том, что два протона СНг-группы в рацемической диаде эквивалентны и дают синглетный пик, а в мезо-диаде — неэквивалентны и дают квадруплет типа АВ. При определении стереорегулярности по спектрам ЯМР для отнесения пиков необходимо привлечение дополнительной информации — сравнение с ПМР и другими методами, расчеты по статистике цепи и т. д. Когда отнесение сделано, можно найти содержание в цепи [c.113]

Регулярность структуры макромолекулы зависит от распределения в цепи конфигураций (I) и (П), которые часто обозначают й и I О, Ь и Я, 8). Полимеры с высокой степенью стереорегулярности называют тактическими-, если же конфигурации распределены в макромолекуле статистически — атактическими. В виниловых полимерах возможны два вида стереорегулярности если центр стерической изомерии в каждом повторяющемся звене имеет одну и ту же конфигурацию (I или П), то полимер называют изотакти-ческим, а полимер, содержащий альтернативные конфигурации (I и И)—синдиотактическим (симметрично дизамещенные этилены образуют более сложные стереорегулярные структуры). Структуру таких полимеров можно пояснить, применив проекционное изображение макромолекул (по Фишеру). При этом предполагается, что основная зигзагообразная цепь макромолекул вытянута в одной плоскости. Тогда для винильных полимеров СН2=СНК возможные структуры будут следующими (на схемах атомы С не обозначены, углерод центра стерической изомерии находится в плоскости чертежа, вертикальные линии — связи, направленные за его плоскость) [c.61]

В последние годы разработаны методы получения новых синтетических волокон из различных виниловых полимеров, волокон из стереорегулярных полимеров, в первую очередь из полипропилена, и высокоэластичных волокон на. основе полиуретанов. Нашли промышленное применение способы получения синтетических волокон, обладающих специфическими свойствами. [c.10]

Со времени опубликования в 1953 г. классического труда Флори по химии полимеров произошло два важнейших события, которые оказали глубокое влияние на всю область химии полимеров. Во-первых, были разработаны методы синтеза стереорегулярных виниловых полимеров. Это расширило область изучения свойств макромолекул в растворе, причем большее внимание стало уделяться методам, позволяющим характеризовать стереорегулярность образца. Оно также послужило стимулом для более тщательного теоретического анализа конформаций цепных молекул. Вторым важным событием явилось открытие существования систем, цепные макромолекулы которых принимают в растворе строго определенные спиралевидные конформации. В результате исследований переходов спираль — клубок в изолированных цепных молекулах было показано, что эти переходы являются одномерным аналогом процесса плавления. Теоретическое значение этого факта выходит за пределы макромолекулярной химии. Это открытие сыграло и другую важную роль. После того как было установлено, что строго определенные конформации в растворе принимают не только биологические макромолекулы, считавшееся ранее само собой разумеющимся разделение природных и синтетических макромолекул стало абсурдным и превратилось в серьезное препятствие на пути развития химии полимеров. Поэтому цель данной книги заключается в том, чтобы привлечь внимание химика, имеющего дело в основном с синтетическими макромолекулами, к необычным данным, полученным при исследованиях белков и нуклеиновых кислот. В ней сделана попытка поднять такие вопросы, как возможность получения синтетических полимеров, обладающих особым сродством к малым молекулам или способностью действовать в качестве сугубо специфических катализаторов. [c.7]

Для виниловых полимеров непременным условием кристаллизации является высокая степень стереорегулярности. Большинство свойств растворов довольно нечувствительно к разнице в микротактичности . Даже несмотря на то, что при дальнейшем обсуждении спектроскопии ядерного магнитного резонанса растворов полимеров будет показано, что в некоторых случаях этот метод наиболее эффективный из имеющихся в настоящее время методов количественной оценки микротактичности, мы должны помнить о том, что наличие стереорегулярной структуры само по себе не служит доказательством способности данного полимера к кристаллизации. Эти примеры приводятся лишь для того, чтобы показать типичные пределы информации, которая может быть получена в результате исследования макромолекул в очень разбавленном растворе. Основная цель таких исследований — определение свойств изолированной макромолекулы. Поэтому не следует ожидать, чтобы на их основе были предсказаны явления, которые в основном определяются аномально высокой вязкостью полимеров в массе, что часто препятствует достижению состояния термодинамического равновесия системы. Не следует также ожидать, чтобы эти исследования позволили выявить геометрические возможности упаковки ценных молекул в кристаллической решетке, что может приводить к большим различиям в свойствах кристаллических и аморфных полимеров. [c.35]

ИЗОТАКТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ — вид стереорегулярных полимеров, характеризующийся наличием в каждом мономерном звене макромолекулы асимметрического атома, входящего в основную цепь, причем все однотипные асимметрические атомы имеют одинаковую пространственную конфигурацию. И. п. получают стереоспецифической полимеризацией несимметричных мопомеров винилового ряда, диенов, оксидов олефинов и других в присутствии стереоспе-цифических катализаторов. Разновидностью И. п. являются диизотактические полимеры, в каждом мономерном звене которых содержится два асимметрических атома углерода. Благодаря регулярности макромолекул И. п. их часто [c.105]

Доля звеньев, присоединенных по типу голова к голове и хвост к хвосту обычно не превышает неск. процентов и уменьшается при полимеризации мономеров, содержащих объемные заместители X. В то же время не происходит стереорегулярного присоединения. Так, при Р. п. виниловых мономеров образуются атактич. полимеры с нек-рым преобладанием синдиотактич. структур (см. Стереорегулярные полимеры). Снижение т-ры полимеризации способствует увеличению доли синдиотактич. структур. [c.157]

Эти катализаторы способны полимеризовать этилен при небольших давлениях. При полимеризации замещенных виниловых мономеров (пропилена, стирола и др.) на этих катализаторах образуются полимеры стереорегулярной структуры. Отсюда название этого типа катализаторов — стереоспецифтеские. [c.30]

Повышение правильности молекулярного строения продуктов, образующихся на новых твердых катализаторах, позволяет получать стереорегулярпые полимеры и пз замещенных этиленов тппа В—СН = СН2. Такие виниловые полимеры могут обладать высокой стереорегулярностью их строения, так как в цепи полимера [c.284]

Стереорегулярный полипропиленоксид имеет изотактическую структуру, в которой метильные группы двух соседних звеньев в отличие от виниловых полимеров расположены по разные стороны плоскости цепи, что предполагает одинаковую конфигурацию асимметрического атома углерода. Полимер кристаллизуется в ячейке ортороыбического типа с параметрами а = 1,040, Ь = 0,464, с = = 0,692 нм [110] элементарная ячейка относится к пространственной группе симметрии и включает по два звена из двух молекул (рис. 97). [c.257]

Вопросам номенклатуры стереорегулярных полимеров посвящено несколько работ, суммированных в [11] и обзоре Коррадини (12]. Были выработаны определенные правила не только для обозначения порядка в расположении атомов отдельной полимерной цепи, но и для характеристики упаковки соседних цепей. Мы пока остановимся на виниловых полимерах, т. е. полимерах типа СНг—) , (—СНг—СНК—) и (—СНН—СНК—) . Полимеры первого типа — это карбоцеп-ные полимеры с одинаковыми привесками такие, как полиэтилен (К= Н) или политетрафторэтилен (Я = Р). Более массивные заместители обычно приводят к серьезным пространственным затруднениям. По-видимому, такие полимеры, как политетраметилэтилен (К = СНз) или политетрафенилэтилен (Н=СбН5), синтезировать невозможно. Широко известны полимеры типа (—СНг—СНК—) . Они могут иметь две различные конфигурации — изотактические и синдиотактические, приведенные на рис. 1а и 16. Если полимерную цепь условно представить в виде плоской траяс-цепи, то изотактическим полимерам будет соответствовать параллельный перенос соседних мономерных звеньев, а синдиотактическим — кроме параллельного переноса, еще и зеркальное отражение. Полимеры типа (—СНН—СНР—)п называются диизотактическими, причем — в зависимости от расположения заместителей — трео- и эритро- (рис. 1в, 1г). [c.7]

Если необходимо особо указать стереохимическое строение внутри группы, то нужен префикс. В полимерах винилового ряда это могут быть мезо т и рацемические г диады и триады тт, тг, гг. Последние могут быть названы изо-, гетеро- и синдиотактическими триадами соответственно. Стереорегулярные виниловые полимеры можно обозначать в терминах регулярных последовательностей диад так, изотактический виниловый полимер состоит полностью из диад ш, т. е, ему соответствует последовательность относительных конфигураций —тттттт—, тогда как синдиотактический виниловый полимер состоит полностью из г-диад, расположенных в последовательности —гггггг—. Аналогичным образом виниловый полимер, состоящий полностью из тг(-гт) триад, называют гетеротактическим полимером. [c.565]

Средние размеры и дипольи. моменты атактич. и стереорегулярных макромолекул в р-ро имеют различные значения. Так, среднеквадратичные размеры и дипольные моменты для стереорегулярных макромолекул виниловых полимеров па 10 —15% вышо, чем для атактических. Это также позволяет опреде.тить микро-тактичиость исследуемого полимера. [c.400]

Как было показано выше (стр. 44) стереорегулярным виниловым полимерам не присуща собственная оптическая активность. Длинная цепь не обладает оптической активностью до тех пор, пока заместитель у основной цепи полимера не проявит способности к оптической изомерии. Натта [17] отметил, что Пино удалось получить оптически активные изотактические полимеры, исходя из оптически активных олефинов. Они были более кристалличнымн и отличались по температурам плавления от полимеров, полученных из рацемических мономеров. Оптическая активность этих полимеров значительно выше, чем у соответствующих мономеров, например оптическая активность ноли-5-метилгексена-1, полученного из оптически активных мономеров, в 100 с лишним раз превышает оптическую активность мономера, но имеет противоположный знак. [c.54]

Новые открытия были совершенно неожиданны. Штаудингер [2] в монографии 1932 г. отмечал наличие большого числа стереоизомерических групп в полимерах с асимметричным расположением атомов углерода, как, например, в полистироле и других виниловых полимерах. В 1942 г. Бунн [33] из I I предложил модель стереорегулярных виниловых цепей и пытался предсказать их расположение в кристаллах. Первые полипропилены, полученные Натта, были резино- и парафиноподобными, но содержали твердый белый материал [18], который оказался кристаллизующимся. Первый кристаллизующийся полипропилен был синтезирован Наттой с сотр. в марте 1954 г. Впоследствии результаты исследований методом рентгеновского рассеяния и модель, построенная Наттой и Коррадини, показали, что все асимметричные атомы углерода обладают одинаковой симметрией. Новый полипропилен был назван изотактическим (то есть имеющим регулярное молекулярное строение) по предложению супруги Натты (см. раздел 2.2.2). Структура цепи изотактического полипропилена была именно такой, как предположил Бунн [33]. [c.19]

Существует ряд каталитических систем, способных осуществлять стереоконтроль при полимеризации замещенных эпоксидов. На этих системах образуются регулярные полимеры. Однако методы анализа стереорегулярности только начинают развиваться, хотя применительно к виниловым полимерам эти методы хорошо разработаны и широко используются. [c.365]

Далее, большое значение имеет и стереорегулярное строение цепи в синдиотактических виниловых цепях имеются длишгые последовательности гракс-конформаций со случайными гош-кон-формациями, тогда как в изотактическом виниловом полимере преобладает чередование транс- и гош-конформаций. Полимер может обладать в растворе конформациями, которые дают свой вклад в общее вращение полимера. Аркус и Вест [449] рассматривали уменьшение вращения ноли-1,3-диметилбутилметакрилата по сравнению с (+ )-1,3-диметилбутилпивалатом как результат спирализации цепи полимера, однако они не учитывали, что образование спиралей в растворе у полиэфиров, не стабилизированных водородными связями, маловероятно. [c.91]

Принятая в настоящее время терминология в основном была предложена Натта. Резкое различие между синтезированными им кристаллическими полимерами и полностью аморфными теми же самыми полимерами, полученными обычными методами, позволило Натта предложить называть стерео-регулярными полимеры с совершенно регулярной структурой, у которых нет разветвлений и в которых м01юмерные звенья соединены в положение голова — хвост . Из данных по размерам элементарной ячейки был сделан вывод, что возможны по меньшей мере две стереорегулярные формы виниловых полимеров, названных изотактичвской и синдиотактичсской [c.10]

Наличие связей С = С в полимере обусловливает возможность существования цис- и транс-шзоиетров, и вопрос о стереорегулярности возникает так же, как и в случае виниловых полимеров [разд. 3, А(б), реакция 4], но в данном случае причиной служит регулярное расположение связей С = С в цепи. Действительно, рентгеноструктурный анализ показал, что наблюдается стереорегулярность в строении каучука и он является г мс-1,4-полиизопреном [c.282]

Спиральная структура стереорегулярных виниловых полимеров была надежно установлена в работах Натта и сотр. [7]. Полипропилен, полученный на каталитической системе ИСЦ—А1(С,Н.,)з в тетралине, содержал нерастворимую фракцию изотактического полипропилена. Рентгенографические исследования [81 этого кристаллического полимера показали, что его молекулы упаковываются в моноклинную ячейку (а = 6,65 А, Ь = 20,96 А с = 6,50 А и Р = 99°20 ), в которой содержится 12 мономерных пропиленовых единиц. Каждая полимерная цепь свернута в спираль, которая содержит 3 мономерные единицы на один виток спирали. Дальнейшие исследования показали, что спиральная форма присуща многим стереорегулярный поли-а-олефи-нам. Тип спирали зависит от химической природы исследуемого полимера и условий приготовления образца. В дальнейшем было показано, что спиральные макромолекулы образуются при полимеризации других классов виниловых или винилиденовых мономеров так же хорошо, как и из диенов. [c.606]

Концепция полимеризации на макромолекулярных спиралях была распространена Шварцем [42] на анионную полимеризацию виниловых мономеров. Вильямс и сотр. [431 сообщили, что при полимеризации стирола в присутствии трифенилметилкалия образуется аморфный полимер, если реакцию проводят в бензоле, и кристаллический продукт, если реакция идет в гексане. Кристалличность виниловых полимеров обычно связывают с их стереорегулярностью, поэтому Вильямс предположил, что в последнем случае образуется изотактический полистирол. [c.617]

Данные Бухдала и др. [475, 476] указывают на то, что при благоприятных условиях фракции виниловых полимеров различной степени стереорегулярности могут быть разделены в градиенте плотности. Эти исследователи обнаружили, что в системе бромоформ — бензол эффективная плотность изотактического стирола на 0,028 больше плотности атактического полимера. Эта разница намного превышает разность обратных величин парциальных удельных объемов изотактического и атактического полистирола и, следовательно, указывает на то, что предпочтительная иммобилизация растворителя в смеси растворителей сильно зависит от стереорегулярности растворенного полимера. [c.169]

Неоднократно было показано, что образцы виниловых полимеров с различной стереорегулярностью имеют существенно различающиеся ИК-спектры (см. обзор [508]). Эта разница наиболее наглядно проявляется для образцов полимеров в конденсированном состоянии, особенно при сравнении кристаллического и аморфного полимеров. Однако, как мы уже видели (гл. III), конформация растворенных цепных молекул до некоторой степени определяется природой и степенью их стереорегулярности, и, поскольку частоты скелетных колебаний должны быть чувствительны к конформации, некоторая разница в ИК-снектрах полимеров различной микротактичности должна сохраняться даже при исследовании разбавленных растворов. Такое явление было описано Такеда и др. [509], которые сравнили растворы изотактического и атактического полистиролов в сероуглероде и показали, что регулярное чередование транс- и гом -конформаций, приводящее к образованию в кристаллическом изотактическом полистироле спирали с тройной винтовой осью, частично сохраняется в растворенном полимере. Однако количественная интерпретация спектров растворенных виниловых полимеров, содержащих полосы поглощения, характерные для спиральных конформаций, создает ряд трудностей. Интенсивность полос, характерных для спиральных конформаций, может зависеть не только от доли сегментов полимерных цепей, принимающих такую конформацию, но также и от длины спиральных участков цепи [511]. Полезную информацию можно получить из температурной зависимости инфракрасных спектров растворов виниловых полимеров. Мы уже видели (стр. 96—97 и 100—101), что в синдиотактических цепях полностью транс-сетиепты и пары связей, находящихся в скошенной конформации, характеризуются сравнительно небольшой разностью энергии. С другой стороны, для любого перехода изотактических цепей из предпочтительной конформации tgtgtg требуется очень большое количество энергии. Тогда следует ожидать, что возрастающая зависимость ИК-спектра от температуры долнша свидетельствовать об увеличивающемся содержании синдиотактических сегментов в цепи винилового полимера, и этот критерий, по-видимому, точно характеризует свойства поливинилхлорида [511]. [c.178]

Современные достижения в синтезе виниловых полимеров, различающихся только по характеру пространственного расположения звеньев мономера в макромолекуле, позволили связать особенности химических реакций с типом стереорегулярности полимеров. Одновременно стало возможным на основании учета специфических взаимодействий функциональных групп объяснить некоторые эффекты, считавшиеся ранее исключениями. Моравец [212] показал, что введение в макромолекулу полимерной кислоты звеньев ге-нитроанилидметакрилата увеличивает примерно в 1000 раз устойчивость этого соединения к омыляющему действию 1 н. раствора едкого натра по сравнению, например, с аналогичными по строению ге-нитроанилидами триметилуксусной и глутаровой кислот. [c.90]

В присутствии катализаторов анионной. полимеризации простые виниловые эфиры полимеризуются в высококристалличе-ские полимеры стереорегулярного строения. Интересно, что образование стереорегулярных полимеров простых виниловых эфиров происходит не только па нерастворимых, но и на рас- [c.335]

До последней четверти прошлого века человек потреблял только натуральные высокомолекулярные продукты. История раавития химической обработки (модификации) природных полимеров начинается с синтеза нитроцеллюлозы в 70-е годы XIX в., а в конце векаважного продукта химической модификации целлюлозы — ацетата. Первые синтетические полимеры типа фенолформальде-гндных смол были получены в начале XX в., а начиная с 30-х годов начал осуществляться в промишлениости синтез полимеров методом поликонденсации и полимеризации дненовых и виниловых мономеров, пик развития которого приходится на 40-е годы. В 50-х годах получены стереорегулярные полимеры и разработаны промышленные методы производства пластиков на основе этилена и про-пилена, а на основе изопрена и бутадиена—эластомеров с регулярной и контролируемой структурой и свойствами. [c.7]

Ионно-координационная полимернзацня позволяет получать полимеры винилового и диенового рядов пе только с регулярным химическим чередованием звеньев мономеров в цепи ( голова к хвосту ), но и с регулярным расположением в пространстве заместителей при атоме углерода. Это ведет к резко.му улучшению физикомеханических снойстн стереорегулярных полимеров, а также, в ряде случаев, к их химической стабильности. [c.56]

Другим классом винильных соединений, как правило, способных к катионной полимеризацни, являются виниловые эфиры. Одним из наиболее важных из них является винилизобутиловый эфир. Этот мономер можно полимеризовать двумя способами либо прн очень низких температурах, либо при относительно высоких температурах. Полимеры, полученные прн низких температурах, в отличие от полимеров, полученных при высоких температурах, имеют стереорегулярную структуру [140, 162]. аналогично изотактическим полиуглеводородам, которые будут описаны ниже. [c.238]

Высокая степень стереорегулярности виниловых и акриловых полимеров может быть достигнута с помощью радикальных инициаторов, катионных и анионных катализаторов при низких температурах [23, 24]. Использование метода ядерного магнитного резонанса и результаты теоретического исследования Фордхема с сотрудниками [25] помогли пролить свет на многие неясные во- [c.36]