Alkeny. Polymery získané polymerační reakcí a zdrojovými monomery
Charakteristickým znakem mnoha nenasycených sloučenin je jejich schopnost reagovat polymerační a tvarové polymery. Polymerizace nenasycených sloučenin se nazývá chemická reakce tvorby polymeru (vysoká molekulová sloučenina) v důsledku kombinace velkého počtu molekul nenasycených sloučenin (monomerů) s kovalentními vazbami, které vznikají v důsledku prasknutí více vazeb (P-odkazy) v molekulách monomeru. Při polymeraci nejsou zvýrazněny boční produkty s nízkou molekulovou hmotností. Polymerace, například propuštěné ethylenové deriváty mohou být zobrazeny s obecným schématem:
n h 2 c \u003d CH ® (-H 2 C-CH-) N, kde
monomerový polymer
n je stupeň polymerace, která může mít až několik set tisíc jednotek; S hodnotou n \u003d 2,3,4 ..... 10 sloučenin se nazývají oligomery (od řečtiny. Oligos - trochu);
R jsou substituenty (atomy vodíku, chlor nebo skupinu CH3 -, -CºN, C6H5 -, H2C \u003d CH-, -cooalk atd.).
V chemii polymerů se také široce používá kloubní polymerace několika různých monomerů, která se nazývá kopolymerace.
Polymery získané polymerací se nazývají hlavně názvem monomerů, které se přidávají do poly-, což znamená "hodně". Například polymer syntetizovaný z ethylenu se nazývá polyethylen, polymer propylen - polypropylen atd.
n CH 2 \u003d CH 2- ® (-CH2-CH 2 -) n
ethylenový polyethylen
n CH3 -CH \u003d CH 2 --- ® (-CH-CH 2 -) n
propylen polypropylen
Podle povahy průchodu polymerační reakce může být ze dvou typů - krok a řetěz (lineární). Polymerační iniciátory mohou být tepelná energie, tlak, ozařování a speciální chemická reagencie.
Polymerace může být prováděna na iontové (kationtové a aniontové) a radikální mechanismy.
Krok polymerace
Tento typ polymerace byl otevřen v roce 1873. A.m. Butlerova na příkladu isobutylenu při zahřívání s 20% roztokem H2S04.
(H3C) 2 c \u003d CH 2 + H + -® (H3C) 3 C + + (H3C) 2 C \u003d CH 2 -® (H3C) (H3C) 3 C-CH 2 - + C ( CH 3) 2 -®
H 3 C - C \u003d CH-C (CH3) 3 (82%)
+ ·· ch3 + h 2
-® N ·· CH 2-CH-C (CH3) 3 ---- ® ------- ®
H 2 c \u003d C-CH2-C (CH3) 3 (18%)
---- ® CH3-CH2 -CH-CH3
2,4,6-trimethylpentan (ISOOFF)
Krok polymerace isobutylen je typickým příkladem kationtové polymerace. Polymerační iniciátor v tomto případě je kyselina protona, která je spojena s monomerem isobutylenu a tvoří karbakaci.
Za určitých podmínek může být polymerace zastavena v nezbytném stupni rozbitím reakčního řetězce. S hydrogenací isobutylenových dimerů se vytvoří 2,4,6-trimethylpentan (isooktan) - vysoké oktanové motorové palivo.
Řetězová polymerace
Nejběžnějším typem polymerace je řetězec nebo lineární, který je charakterizován skutečností, že makromolekula je vytvořena v procesu jedné kontinuální reakce v důsledku spojení monomerů S-vazeb v důsledku přerušení přerušení.
V mechanismu polymerace řetězce se rozlišují tři stupně: 1) zahájení a zahájení růstu řetězce; 2) růst řetězce; 3) Přerušení polymeračního řetězu.
Polymerace je exotermní reakce. Na každém článku monomeru, který se připojil, vynikal "42kj.
Chemické vlastnosti. Závisí na kompozici, molekulové hmotnosti a struktuře polymerů. Jsou charakterizovány reakcí sloučeniny makromolekul pomocí příčných vazeb, interakcí funkčních skupin s sebou a látkami s nízkou molekulovou hmotností, zničením. Příklad zesítění je vulkanizace. S touto reakcí se lineární makromolekuly přecházejí do struktur mesh:
- CH 2 - CH - CH-CH 2 -
- CH2 - CH - CH-CH 2 -
Polymery mohou být předmětem zničení. Zničení pod působením kyslíku, světla, tepla a záření. Způsob poškození vlastností polymerů v čase v důsledku zničení makromolekul se nazývá stárnutípolymery. Zpomalit zničení v polymeru injikovaném stabilizátorynapříklad antioxidanty jsou inhibitory oxidační reakce (fosfit, fenoly, aromatické aminy).
Mechanické vlastnosti. Pro polymery jsou charakteristické:
Mechanické sklo
Schopnost termosetových molekul tvoří tuhé struktury síťoviny.
Mechanická pevnost polymerů se zvyšuje se zvýšením molekulové hmotnosti během přechodu od lineárního až větrání a pak čistých konstrukcí. Mechanická pevnost může být zvýšena přidáním plniv, jako je například saze a křída.
Elektrické vlastnosti. Většina polymerů patří k dielektrikum (dielectrics má velmi nízkou vodivost, která se zvyšuje s rostoucí teplotou).
Se zvýšením molekulové hmotnosti polymeru se zlepšují dielektrické vlastnosti.
4. Způsoby získávání polymerů.
Polymery se získají polymeračními a polykondenzačními metodami.
Polymerace (Polyprings)
Tato reakce tvorby polymerů sekvenčním přidáním molekul s nízkou molekulovou hmotností (monomer). Zároveň není způsob tvořen vedlejšími produkty.a elementární složení makromolekuly se neliší od složení monomerů.
Například:
nCH \u200b\u200b2 \u003d CH 2 → (- CH 2 - CH 2 -) n
ethylenový polyethylen
nCH \u200b\u200b2 \u003d CH → (- CH 2 - CH -) n
Od 6 h 5 s 6 h 5
Styrenový polystyren
nH 2 C \u003d CHCH \u003d CH 2 → (- CH 2 - CH \u003d CH-CH 2 -) n
butadiene Polybutadien (butadienový kaučuk)
Polymerizace je řetězová reakce. Rozlišování radikální a iontové polymerace
Pro radikální polymeraceproces je iniciován volnými radikály. Reakce probíhá několika fázemi:
1 fáze - zahájení -vzdělávání aktivních center. Původně vytvořené radikály, například:
(Od 6 H 5 SOO) 2 → 2 C6H 5 ∙ (R. ∙ )
Peroxid benzoyl.
Pak jsou makro-radikály vytvořeny, například během polymerace chlorvinylu:
R. ∙ + CH 2 \u003d SNSL → RCH 2 - CHCL ∙
RCH 2 - CHCL ∙ + CH 2 \u003d CHCL → RCH 2 - CHCL - CH2 - CHCL ∙
2 stupeň - růst řetězce -to se vyskytuje v důsledku připevnění k radikálům generovaných monomerů pro získání nových radikálů.
3 Stage - Přenos řetězceleží v přenosu aktivního centra do jiné molekuly:
R - (CH 2 - CHCl-) N - CH2 - CHCL ∙ + Z N. 2 \u003d SNSL →
→ R - (CH 2 - CHCL -) N - CH 2 - CH2CI + CH \u003d CHCL. ∙
V důsledku toho je růst řetězce zastaven a molekula - vysílač zahájí nový řetězec. Pod akcí může dojít k přerušení obvodu inhibitory - To jsou nízkoenergetické radikály, které nejsou schopny zahájit reakci.
Ion polymeracedošlo k také fázi tvorby aktivních center, růstu a útesu. Úloha aktivních center v tomto případě se hraje anionty a kationty.
Polymerizace se provádí:
Ve hmotnosti (v bloku) je polymerace kapalného monomeru v nerozděleném stavu.
Emulzní polymerace je polymerace monomeru dispergovaného ve vodě. Způsob se používá k výrobě gumodů, polystyrenu, polyvinylchloridu, polyvinylacetátu.
Závěsná polymerace - monomer je ve formě kapiček vykládaných ve vodě nebo v jiné kapalině.
Plynová polymerace - monomer je v plynové fázi a polymerní produkty v kapalném nebo pevném stavu. Způsob se používá k získání polypropylenu.
Polykondenzace
Reakce syntézy polymeru ze sloučenin, které mají dvě nebo více funkčních skupin, doprovázející tvorbu produktů s nízkou molekulovou hmotností(H20, NH3, HC1, CH20).
V procesu polykondenzace, spolu s námořnictvem, se vytvoří sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností, takže elementární složení polymerů a výchozích látek se neshoduje ( rozdíl od polyetry).
Polykondenzace bifunkčních sloučenin se nazývá lineární, např.:
2 NH 2 - (CH2) 5 - COOH → NH 2 - (CH2) 5 - CO-NH - (CH2) 5 - COOH + H 2 O.
Aminokaprojová kyselina
NH 2 - (CH2) 5 - CO-NH - (CH2) 5 - COOH + 2 NH 2 - (CH2) 5 - COOH →
→ NH 2 - (CH2) 5 - CO - NH - (CH2) 5 - CO-NH - (CH2) 5 - COOH + H 2 O.
finální produkt - poly -ع - kaproamid [- Co-NH - (CH2) 5 -] n
Polykondenzace sloučenin se třemi a více funkčními skupinami se nazývá trojrozměrná, v důsledku těchto polykondenzačních oligomerů se strukturou sítě.
Metoda polykondenzace se získá Kapron, nylon, polyestery, polyuretany, polysiloxany, fenol formaldehyd pryskyřice.
5. Použití polymerů.
Polyethylen [- CH 2 - CH2-] nZískané polymerací. Dobrá dielektrika může být provozována v teplotách od - 20 do + 100 ºС. Polyethylen se provádí trubky, elektrické výrobky, díly rádiových zařízení, izolační fólie a kabelové skořápky (vysokofrekvenční, telefon, výkon), obalový materiál, náhražky ze skleněných vláken.
Polypropylen [- CH (CH3) - CH2-] n. Získané polymerací. Má vyšší tepelnou odolnost (až 120-140 ºС). Má vysokou mechanickou pevnost, odolnost vůči více ohybům a oděru, elastickým. Používá se pro výrobu trubek, filmů, akumulátorů.
Polystyren [- CH-CH 2 -] n.
Získaná polymerace styrenu. Má vysokou mechanickou pevnost a dielektrické vlastnosti. Používá se jako vysoce kvalitní elektrické izolační, konstrukční, dekorační a dokončovací materiál v výrobě přístrojů, elektrotechniky, radiosternické a domácí spotřebiče. Na základě polystyrenu vyrobených pěnou.
Polyvinylchlorid [- CH2 - CHCl -] n. Získané polymerací vinylchloridu. Sklizeň, mechanicky odolná. Používá se jako izolační materiál, také vytváří pláštěnky, trubky atd. Položky.
Polytetrafluorethylen (fluoroplastický) [- CF 2 - CF 2 -] n. Získané polymerací. Má široké teplotní limity provozu (-270 až + 260ºС). Používá se jako chemicky odolný konstrukční materiál v chemickém průmyslu. Kromě toho se používá k použití ochranných povlaků, povlaků na pánev.
Polyamida.- obsahují amidagroup v hlavním řetězci NHCO -. Získat jak polykondenzaci a polymeraci. Charakterizované vysokou pevností, úniku, dielektrickými vlastnostmi. Slouží k získání vláken, izolačních filmů, antifrikcí a elektrických izolačních produktů.
Polyurethanes.- obsahující v hlavním řetězci skupiny -NH (CO) O-, stejně jako nezbytný, karbamát atd., Vyrobené ve formě polyuretanových pěn (pěn), elastomerů, jsou součástí laků, lepidel, tmelů. Používá se pro tepelnou a elektrickou izolaci, jako filtry a obalový materiál, pro výrobu obuvi, umělé kůže, gumové výrobky.
HO Polyestery [- R - O-] N H nebo [-OC - R -coo - R '- O -] n. Používá se při výrobě vláken, laků, smaltů, filmů, koagulantů, podlah, složek hydraulických kapalin.
Syntetické gumyzískejte polymeraci. Když se vulkanizace zapne do gumy. Guma založená na nich se používají v pneumatikách, ochranných mušlech kabelů a vodičů, pásek. Získá se také eAonite (v elektrotechniku). Asi 4% kaučuen - pro výrobu obuvi.
Silikon (křemíkové polymery)
(- O - SI -) n
Vysoká odolnost proti teplu a mrazu, pružnost. Slouží k získání laků, lepidel, plastů a gumy. Používá se pro výrobky pracující za podmínek vysokého teplotního rozdílu, například k ochraně povlaku kosmické lodi.
Fenol a amino-formaldehydové pryskyřice.Získejte polykondenzaci. Termoreaktivní polymery. Jako základ lepidel, laků, iontů, plastů.
6. Přírodní polymery (sacharidy s vysokou molekulovou hmotností).
Nonachar-jako polysacharidy jsou přírodní látky s vysokou molekulovou hmotností, které jsou produkty kondenzace velkého počtu molekul monosacharidu. Obecný vzorec Polysacharidy (Od 6 h 10 ° 5) n .
Hlavními zástupci ne-coár-jako polysacharidů jsou škrob a celulóza (vlákno).
Škrob je nejběžnější polysacharid v přírodě, který hraje roli rezervní látky mnoha rostlin. Technika škrobu se získá hlavně z brambor. Škrob obsahuje dva polysacharid - amyloza (20 - 30%) a amylopektin (70 - 80%).
Mající stejné chemické složení, amyloóza a amylopektin se liší v prostorové struktuře. Molekuly amylózy jsou postaveny lineárně (Thifood) a molekuly amylopektinu mají boční větve:
amilose amopectin.
Tyto polysacharidy se liší v molekulárních hmotách: amylóza, dosahuje 200 000 a amylopektin - přes 1000 000. Amylopektin, na rozdíl od amylózy, tvoří hubu.
V hydrolýze škrobu (při zahřátí v přítomnosti minerálních kyselin nebo působením enzymu amylázy) jsou vytvořeny různé mezilehlé výrobky:
(C6H10O 5) N rozpustný škrob (od 6 H 10 O 5) m
Dextrine škrob
n / 2 C 12 H 22O 11 N C 6H 12 O 6
Maltóza glukóza
Vysoce kvalitní reakce na škrob je vzhled modrého barvení, když je přidán jodový roztok. Tato reakce dává amylozu.
Dextriny jsou méně komplikované než škrob, polysacharidy. Jsou to produkty neúplné hydrolýzy škrobu. Na rozdíl od škrobových dextrinů - obnovení cukrů. Jsou dobře rozpustné ve studené vodě a obarví fialovým na žlutou barvu.
Velmi blízko k glykogenovému škrobu (zvířecí škrob), který je odložen v játrech a je rezerva v lidském a živočišném organismu. Molekuly glykogenu jsou mnohem více škrobových molekul a mají rozsáhlou strukturu.
Celulóza nebo vlákno (z latinské celorysky) - hlavní složkou skořepin rostlinných buněk provádějících funkce stavebního materiálu. Celulóza v čisté formě se obvykle nenachází v přírodě. Ale bavlněná vlákna (purifikovaná vlna) a filtrační papír mohou sloužit jako vzorek téměř čisté celulózy.
Celulóza je polysacharid, který sestává ze zbytkové b-d-glukózy. Rozdíl ve struktuře molekul celulózy a škrobu (nerovnoměrná orientace kyslíkové můstky) je velmi silně ovlivněn jejich fyzikálními a chemickými vlastnostmi.
Molekulová hmotnost celulózy přesahuje 1000 000 (v purifikované celulóze - od 50 000 do 150 000).
Makromolekulární celulózové řetězy mají lineární strukturu.
Lineární struktura celulózy vede k tvorbě takových vláknitých materiálů jako bavlny, len, konopí.
Celulóza - chemicky inertní látka. Je nerozpustný ve vodě, alkoholu, etheru, acetonu a dalších rozpouštědlech. Je dobře rozpustný v koncentrovaném roztoku chloridu zinečnatého a v činidle švýcarského (roztoku hydroxidu měďnatého v koncentrovaném roztoku amoniaku). Celulóza nemá obnovení vlastností a těžší než škrob je vystaven hydrolýze. S dlouhodobým ohřevem celulózy s minerálními kyselinami, jako je síra, je však možné získat meziprodukty, až do D-glukózy:
(C6H10O 5) N (C6H10O 5) N / 2 C12H22O 11 N C 6H 12O 6
celulóza amyloidní cellobióza glukózy
Aplikace celulózy. První průmyslové metody chemického zpracování celulózy vznikly v souvislosti s vývojem papírenského průmyslu.
Papír je tenkou vrstvou vláken vláken, stlačená a propíchnuta pro vytvoření mechanické pevnosti, jakož i hladký povrch, aby se zabránilo šíření inkoustu.
Pod působením na celulózové směsi kyselin dusíku a sírových se získají dusičnany celulózy. Všechny jsou palivo a výbušniny. Produkt kompletního esterifikace je trinitrát celulózy (trinitrocharder).
Z celulózy, viskózy, střižových vláken, celofánu, ethylcelulózy, která se používá k výrobě trvanlivých fólií odolných proti mrazu.
Vysoké molekulární sloučeniny (NMS) Nazývané sloučeniny s molekulovou hmotností více než 10 000.
Téměř všechny látky s vysokou molekulovou hmotností jsou polymery.
Polymery - Jedná se o látky, jejichž molekuly se skládají z obrovského počtu opakovaných konstrukčních vazeb, propojených chemickými vazbami.
Polymery mohou být získány reakcemi, které lze rozdělit do dvou hlavních typů: IT polymerační reakce a polykondenzační reakce.
Polymerační reakce
Polymerační reakce -jedná se o polymerní tvorbu reakce kombinování obrovského počtu molekul s nízkou molekulovou hmotností (monomer).
Počet molekul monomeru ( n. ) v kombinaci do jedné polymerní molekuly stupeň polymerace.
Polymerační reakce může zahrnovat sloučeniny s více spojkami v molekulách. Pokud jsou molekuly monomeru stejné, pak se proces nazývá homopolymerizacea pokud se liší - kopolymerace.
Příklady homopolymeračních reakcí, zejména reakce ethylenové tvorby polyethylenu:
Příkladem kopolymerační reakce je syntéza butadien-styrenu gumy z butadien-1,3 a styrenu:
Polymery získané polymerační reakcí a zdrojovými monomery
Monomer | Polymer získaný z něj |
||
Strukturní vzorec | Možnosti jména | Strukturní vzorec | Možnosti jména |
| ethylen, ethen. | polyethylen | ||
| propylen, propen | polypropylen | ||
| styren, vinylbenzen. | polystyren, polyvinylbenzen. | ||
| vinylchlorid, chlorid vinyl, chlorethylen, chlorheten | polyvinylchlorid (PVC) | ||
| tetrafluorethylen (perfluorethylen) | teflon, polytetrafluorethylen | ||
| isopren (2-methylbutadien-1,3) | isopren guma (přírodní) | ||
| butadiene-1,3 (divinyl) | butadiene guma, Polybutadiene-1.3 | ||
| chloropren (2-chlorbutadien-1,3) | chloroprenová guma | ||
| butadiene-1,3 (divinyl) styren (vinylbenzen) | butadienestyrol guma | ||
Polykondenzační reakce
Polykondenzační reakce - Jedná se o reakci tvorby polymerů z monomerů, během které, kromě polymeru, je také vytvořena látka s nízkou molekulovou hmotností (nejčastěji voda).
V reakci polykondenzace, sloučeniny vstupují do molekul, které zahrnují všechny funkční skupiny. Zároveň se polykondenzační reakce podle jednoho, monomer se používají nebo více, podobně jako polymerační reakce jsou rozděleny na reakce. homopolycondenzace a kopolycondenzace.
Mezi reakce homopolycondenzace patří:
* Vzdělávání (v přírodě) Polysacharidové molekuly (škrob, celulóza) z molekul glukózy:
CAPRON Tvorba reakce z kyseliny ε-aminokaproové:
Reakce kopolyoscondenzace zahrnují:
* Reakce tvorby fenol formaldehydové pryskyřice:
* Reakce tvorby Lavsana (polyesterové vlákno):
Materiály na bázi polymeru
Plastika
Plastika - Materiály na bázi polymerů, které jsou schopny fond ohřevu a tlaku pro tvorbu a skladování zadaného formuláře po ochlazení.
Kromě vysoce molekulární hmotnosti látky jsou v plastech také zahrnuty další látky, ale hlavní složka je stále polymer. Vzhledem k jeho vlastnostem se váže všechny složky do jedné celé hmoty, a proto se nazývá pojivo.
Plasty v závislosti na jejich vztahu k vytápění termoplastické polymery (termoplars.) I. reaktoplasty.
Termoplars. - typ plastů schopných opakovaně tání při zahřívání a zdvihu při chlazení, což umožňuje opakovaně použitelnou změnu v počátečním tvaru.
Reaktoplasty - plasty, jejichž molekuly při vyhřívané "stehy" do jediné trojrozměrné struktury síťoviny, po kterém není možné změnit svůj formulář.
Například termoplasty jsou plasty na bázi polyethylenu, polypropylenu, polyvinylchloridu (PVC) atd.
Zejména reaktoplasty jsou plasty založené na fenol formaldehyd pryskyřice.
Kaučuka
Kaučuka - Vysoce elivátové polymery, z nichž uhlík může být reprezentován následovně:
Jak vidíme, v gumových molekulách jsou dvojité c \u003d c komunikace, tj. Pryž jsou nenasycené sloučeniny.
Kaučuky se získají polymerací konjugátu dienu, tj. Sloučeniny, ve kterých jsou dva dvojité C \u003d C komunikace odděleny od sebe s jedním S-s komunikací.
1) Butadiene:
Obecně (s ukázkou pouze uhlíkové kostry) může být polymerace takových sloučenin s tvorbou kaučuků vyjádřena ve schématu:
Tak, založený na předkládaném schématu, polymerační rovnice isopren bude vypadat takto:
Je velmi zajímavé, že poprvé s gumou se setkali nejpokročilejší z hlediska pokroku země a kmene Indů, kteří nemají žádný průmysl a vědecký a technický pokrok jako takový. Samozřejmě, že Indové nedostali gumu s umělým způsobem, ale použili skutečnost, že jim dali přírodu: v oblasti, kde žili (Jižní Amerika), pěstuje se Geve Strom, který obsahuje až 40-50 % isoprenové gumy. Z tohoto důvodu je isoprenový guma také nazývá přírodní, ale může být získána a syntetická.
Všechny ostatní typy gumy (chloropren, butadien) nejsou nalezeny v přírodě, takže každý může být charakterizován jako syntetický.
Nicméně, guma, navzdory svým výhodám, má řadu nedostatků. Například v důsledku skutečnosti, že pryž se skládá z dlouhých, chemicky nesouvisejících molekul, jeho vlastnosti činí vhodný pro použití pouze v úzkém teplotním rozsahu. Na teplo, guma se stává lepkavým, i trochu v kolísat a nepříjemně voní, a při nízkých teplotách podléhá tuhnutí a praskání.
Technické vlastnosti pryže lze výrazně zlepšit jeho vulkanizací. Vulkace pryže se nazývá proces jeho ohřevu s síry, v důsledku kterého jednotlivce, původně spojené s sebou, gumové molekuly "zesíťování" s ostatními řetězci z atomů síry (polysulfid "mosty"). Konverzní obvod v gumy na příkladu syntetického butadienu kaučuku lze prokázat následujícím způsobem:
Vlákno
Vlákna Volání materiály na bázi lineárních strukturních polymerů vhodných pro výrobu nití, postrojů, textilních materiálů.
Klasifikace vláken jejich původem
Umělá vlákna (Viscose, acetátové vlákno) se získají chemickým zpracováním již existujících přírodních vláken (bavlna a lnu).
Syntetická vlákna To je většinou získáno polykondenzačními reakcemi (Lavsan, Kapron, nylon).
Ačkoli formálně v této reakci je zachována dvojná vazba, nicméně teče s odbolením. Cis- a transzomery alkenů se mohou pohybovat navzájem pod působením UV světla, vysoké teploty (viz deprese 1). Tato reakce nemá preparativní hodnotu, protože se vždy tvoří směs isomerů. Takže když je roztok ozářen s isomery ethylen-1,2-dikarboxylové kyseliny (cis - maleinové nebo transfumarové), se tvoří stejná směs:
Při zahřátí (150 ° C), naopak, převažuje stabilnější transzmyme (fumarová kyselina).
Ústup 8.
CYSRANSSLETORIZACE A MECHANIZACE VÍCE
Procesy detekce, zpracování a přenos signálů způsobených světlem v očích člověka a zvířat mají chemickou povahu. V případě světla v oku je záření absorbováno molekulou cis.-Tinalie. Zároveň jde do vzrušeného stavu - jeho elektrony jsou vysídleny. Existuje rozdělení spojení mezi atomy od 11 do 12 ° C. Toto spojení se stává jednoduchým a otáčením kolem ní se stává téměř zdarma. Když se jedna část molekuly otáčí vůči druhému a -Svyazu se obnoví, cis.-Tinal Cín se změní na trans-Tinal. Taková významná změna tvaru molekuly způsobí signál přenášený vizuálním nervem do mozku (diagram).
Zjednodušený mechanismus chemie vize
Reakce, ve kterých je zachována
(Při prvním čtení může být vynecháno)
Takové reakce jsou menší než reakce upevnění. Dáváme jen jeden příklad:
Na radikálním mechanismu je substituce. Výsledkem reakce je vysvětlen dvěma důvody. Prvním důvodem je snadnost tvorby a vysokou stabilitu allylového radikálu CH2 \u003d CH-CH 2. To je způsobeno tím, že CH 2 \u003d CH Group (vinylová skupina) je schopna účinně podílet na delokalizaci nepárového elektronu. Druhá příčina je spojena s tepelnou nestabilitou spojovacího produktu:
CH 2 \u003d CH-CH3 + Cl 2 CH2 CHCl-CH3.
Při vysokých teplotách je rovnováha této reakce silně posunuta doleva.
Polymerace alkenů
Polymer je molekula sestávající z velmi velkého počtu (až několik set tisíc) opakujících se jednotek. Sloučenina, ze které je vytvořen polymer, se nazývá monomer:
Všimli jsme si dvou důležitých okolností.
1. Každá polymerová molekula má určité vlastnosti (například molekulová hmotnost). Polymer jako materiál získaný v laboratorním nebo průmyslovém prostředku je směs, molekulová hmotnost (a některé další vlastnosti), z nichž v některém intervalu kolísá. Tento interval může být úzký nebo široký a závisí na způsobu a podmínkách pro výrobu polymeru.
2. Polymery mají tzv. koncové skupinykteré se liší od opakujících se odkazů. Vzhledem k tomu, že tyto skupiny jsou pouze malou částí polymeru, jejich povaha se nebere v úvahu při zvažování vlastností samotného polymeru.
Zvažte jednu z možných polymeračních schémat na příklad radikální polymerace ethylenu. Reakční mechanismus je radikálový řetězec. Chcete-li začít, je nutné mít zdroj volných radikálů, například benzoyl peroxidu:
Pak se iniciátor radikálního procesu s ethylenem dochází:
Rozpad tohoto řetězce může dojít například v důsledku dimerizace velkého radikálu:
2R (CH 2 CH 2) n.CH2CH 2 R (CH 2 CH2) 2 n.+2 R.
Ethylen se polymeruje v polyethylenu za tuhých podmínek (70 atm, 100 ° C). Tak dostat polyethylen s nízkou hustotou s relativní molekulovou hmotností M r. < 3 10 5 .
Polyethylen vysoká hustota (M r. 3 10 6) se získají jiným mechanismem v přítomnosti katalyzátor TSIGLERA. (TICL 3 + (CH3) 3 AL).
Téměř polovina ethylenu vyrobeného na světě jde do polymerace. Roční produkce polyethylenu ve Spojených státech je více než 4 miliony tun. Tento polymerní materiál byl otevřen téměř náhodou na počátku 30. let. Při pokusu o provedení interakce ethylenu s benzaldehydem při tlaku 2500 ATM, byla vytvořena pevná sraženina. Iniciátor polymerace byl v tomto případě stopy kyslíku obsaženého v tomto systému.
Na radikálním mechanismu obdrží a teflon. (Fluoroplast, polyfluoropropylen):
nCF 2 \u003d CF 2 (-CF 2-CF 2 -) n. .
Teflon má relativní molekulovou hmotnost M r. 2 10 6. Je odolný vůči působení koncentrovaných kyselin, alkalických vodných roztoků, organických rozpouštědel a většiny oxidačních činidel. Jeho cenné vlastnosti - inertnost, síla - vedla k rozšířenému použití pro výrobu všech druhů výrobků (v poslední době použití teflonu jako netrženého nátěru v dětských pokrmech bylo široce používáno). Teflon se začíná roztavit kolem 330 ° C a jeho rozklad začíná nad 400 ° C. Jedná se o vynikající elektrický izolátor. Kromě toho má odpudivé vlastnosti - oleje a znečištění se nelepí teflonu, takže produkty z ní se zdají kluzký na dotek.
Uhlovodíky obsahující fluor byly rozšířené po druhé světové válce. Fluor v tomto okamžiku stal se k dispozici ve velkých množstvích, protože Má potřebu výroby jaderného paliva. Vzorce a informace o použití některých jiných polymerů jsou uvedeny v tabulce. 2.
Tabulka 2.
Některé běžné polymery
| Monomer | Polymer | aplikace |
|---|---|---|
 methylmethakrylát |
polymethylmethakrylát |
Okenní brýle (plexisklo), čočky, Balící materiál, základna laků a lepidel |
fenylethylen |
polyfenylethylen |
Nádobí pro horké nápoje, Hračky, předměty pro domácnost |
| CH2 \u003d SNSN. akrylonitril |
 polyakrylonitril |
Syntetická vlákna |
Prezentováno v č. 1, 2, 14, 18, 24, 24 materiálu je vedoucí tělo dávky "Organic Chemistry" pro studenty otevřeného lyceum "All-ruská korespondence multi-katedra" (FMSH). Příručka je určena pro samostatnou (korespondenci) studium organické chemie a bude užitečná nejen pro studenty, ale také učitelům.
Organická chemie ve školním kurzu je tradičně považována za obtížnější než anorganická chemie. Toto stanovisko považujeme za chybnou. Chemie látek, které zahrnují atomy jen několik prvků: uhlík, vodík, kyslík, dusík, halogen a síra, nemůže soutěžit v obtížích s bohatou a rozmanitou chemií všech ostatních prvků periodického systému. Příčinou obtíží ve studiu organické chemie je více psychologičtější. Zkoumání látek sestávající z atomů tak malého počtu prvků, organických chemiků instalovaných pro ně velký počet specifických vzorů neznámých pro anorganické sloučeniny. Seznámení s těmito pravidly a zákony často způsobuje pocit složitosti předmětu. Kromě toho jsou názvy organických sloučenin schopny vést ke sklizni každého, kdo neví, že jsou postaveny jednoduchými pravidly.
Organické látky jsou hodně - více než 10 milionů. Lidská paměť není schopna pojmout informace o vlastnostech i těch nejdůležitějších z nich. Jediný správný způsob studia organické chemie je pochopit jeho logiku. Pak se studentka při pohledu na vzorec neznámé látky bude student schopen předvídat své základní vlastnosti a napsat rovnice nejdůležitějších reakcí. Proto je v našem kurzu věnována zvláštní pozornost logice předmětu: Připojení struktur a vlastností je zjištěno, různé vzorce jsou analyzovány, podobnosti a rozdíly v chemickém chování látek různých tříd jsou diskutovány. Tento přístup se odráží v podrobné studii struktury organických látek a reakčních mechanismů s jejich účastí.
Studium mechanismů v našem kurzu není konec sám o sobě. Použití reakčních mechanismů odpovídá moderní úrovni myšlení chemicko-organické. Vzhledem k tomu, že zkušenost s využitím této příručky ukazují, sdělit školníkům podstatou mechanismů hlavních organických reakcí - zcela nasyceným úkolem. Navrhovaný materiál zároveň je velmi přísný a srozumitelný pro škola.
Příručka používá slovní zásobu přijaté v učebnicích pro vysokoškolské vzdělávání pro usnadnění dalšího přechodu čtenáře k pevné literatuře. Zároveň používáme komplexní termíny, jsme se snažili zjednodušit jejich interpretaci co nejvíce, ukázat obecnost a eleganci (a často jednoduchost) myšlenek a jevů, které jsou za nimi.
Existují nápady tradičně nastíněné v organizačních kurzech chemie, ale jsou univerzální. Charakteristickým příkladem je teorie hybridizace. V naší příručce zdůrazňujeme spojení nápadů diskutovaných a faktů s příbuznými koncepty a výsledky z jiných oblastí chemie.
V nepřítomném školení neexistuje žádný přímý kontakt studenta a učitele, komunikace probíhá pouze písemně. Ale nejdůležitější věcí je mezi otázkou zaslanou poštou a stejnou odezvou ve stejnou dobu. Proto je v naší příručce materiál důsledně a podrobně předložen, aby se minimalizoval počet otázek studentů způsobených nedorozuřením textu prospěchu. Pro vyřešení tohoto problému se používají následující metodické techniky.
1. Jasné strukturování materiálu. Příručka je rozdělena do 23 kapitol, z nichž každý má logickou vnitřní strukturu, která umožňuje navigaci v logice budování materiálu.
2. Součástí otázek, které by mohly dojít během procesu čtení, jsou formulovány přímo v textu a odpovědi na ně jsou diskutovány zde.
3. Příručka obsahuje otázky pro sebeovládání, které slouží pro různé účely: se zaměřením na některé aspekty uvedeného materiálu, k hlubšímu pochopení důležitých otázek, připravit se na kontrolní úkoly. Odpovědi na otázky pro sebeovládání jsou uvedeny v samostatné brožuře.
Že prezentace se nezdá nudná, některé body přínosu jsou napsány jako rozhovor učitele a studenta, informace o praktickém využití látek, historických informací, chemických kuriozit jsou zahrnuty v textu. Tyto informace se zaměřují především v "ústupech". Hlavním účelem přidělování "ústupů" je ušetřit logiku prezentace. V "ústupu" složitějším teoretickým materiálem, který může být přeskočen během prvního čtení, pomáhá organizovat "dvouúrovňové" výhody.
Předmět "Organická chemie" je zaměřena na studenty 10-11. Pokud mají vaši studenti zájem o hojné vzdělání chemie, pak můžete kontaktovat Olzsh na adrese: 119234, Moskva, B-234, Moskevská státní univerzita, VZMSH, katedra chemie.
Autoři budou vděčni za připomínky na zveřejněném materiálu. Náš e-mail: chemie-vzms.mail.ru.
V.A.BATAYEV,
E.v.bataev.
Obchodní název materiálu společnosti "Dupon".
Fluor se používá k získání uranu hexafluorid UF 6 - fly pevné látky (teplota dosahuje 57 ° C) použité v oddělení uranových izotopů.
Jaká je polymerace propylenu? Jaké jsou zvláštnosti této chemické reakce? Pokusme se najít nasazení odpovědí na tyto otázky.
Charakteristika připojení
Systémy polymeračních reakcí ethylenu a propylenu ukazují typické chemické vlastnosti, které všechny představitelé olefinů mají. Takové neobvyklé jméno Tato třída přijala ze starého jména oleje použitého v chemické výrobě. V 18. století se získá chloridový ethylen, který byla olejová kapalná látka.
Mezi vlastnostmi všech reprezentantů třídy nenasycených alifatických uhlovodíků zaznamenáváme přítomnost jednoho duálního spojení v nich.
Radikální polymerace propylenu je vysvětlena přítomností v duální struktuře látky.
Obecný vzorec
Všichni představitelé homologní série mají pohled z PN 2P. Nedostatečné množství vodíku ve struktuře vysvětluje zvláštnost chemických vlastností těchto uhlovodíků.
Reakční rovnice propylenu polymerační reakce je přímým potvrzením schopnosti prorazit takovou vazbu při použití zvýšené teploty a katalyzátoru.
Nekonečný radikál se nazývá Alleil nebo Proppenyl-2. Proč je polymerace propylenu? Produkt této interakce se aplikuje na syntézu, která je zase poptávána v moderním chemickém průmyslu.
Fyzikální vlastnosti
Propylenová polymerační rovnice potvrzuje nejen chemickou látku, ale také fyzikální vlastnosti této látky. Propylen je plynná látka s teplotami s nízkou teplotou varu a tání. Tento zástupce třídy alkenů má menší rozpustnost vody.
Chemické vlastnosti
Rovnice reakce polymerace propylenu a isobutylenu ukazují, že procesy proudit dvojitou vazbou. Alkenes vyčnívají jako monomery a konečné produkty této interakce budou polypropylen a polyisobutylen. Jedná se o carbon-uhlíkové spojení s takovou interakcí se zhroutí a v konečném důsledku budou vytvořeny příslušné struktury.
Dvojitá komunikace je tvorba nových jednoduchých vazeb. Jak pokračuje polymerace propylenu? Mechanismus tohoto procesu je podobný procesu řízení všem ostatním zástupcům této třídy nenasycených uhlovodíků.
Reakce polymerace propylenu zahrnuje několik možností průtoku. V prvním případě se proces provádí v plynné fázi. Podle druhé varianty směřuje reakce v kapalné fázi.
Kromě toho polymerace propylenů a podle některých zastaralých procesů zahrnujících použití nasyceného kapalného uhlovodíku jako reakčního média.
Moderní technologie
Polymerizace propylenu ve hmoty podle technologie spheripolu je kombinací suspenzního reaktoru pro výrobu homopolymerů. Proces zahrnuje použití plynového reaktoru s pseudo-vrstvenou vrstvou pro vytváření blokových kopolymerů. V podobném případě se polymerační reakce propylenu zahrnuje přidávání dalších kompatibilních katalyzátorů k zařízení, jakož i provádění předběžné polymerace.
Vlastnosti procesu
Technologie zahrnuje míchací prvky ve speciálním zařízení určeném k předměbě. Dále se tato směs přidává do smyčkových polymeračních reaktorů, vodíku a stráveného propylenu.
Provoz reaktorů se provádí, když teplotní rozsah od 65 do 80 stupňů Celsia. Tlak v systému nepřesahuje 40 bar. Reaktory, které jsou postupně aplikovány v továrnách určených pro velké výrobní objemy polymerních produktů.
Z druhého reaktoru se odstraní polymerní roztok. Polymerace propylenu zahrnuje přenos roztoku do zvýšeného tlakového odplynění. Zde je práškový homopolymer odstraněn z kapalného monomeru.
Výroba blokových kopolymerů
Polymerační rovnice CH2 \u003d CH-CH3 v této situaci má standardní průtokový mechanismus, existují rozdíly pouze při provádění procesu. Spolu s propylenem a ethenovým práškem se degasser prášek přejde na plynový fázový reaktor, pracuje při teplotě asi 70 stupňů pro Celsia a tlak ne více než 15 bar.
Blok kopolymerů po vyjmutí z reaktoru Zadejte speciální přední systém z monomeru práškového polymeru.
Polymerace propylenu a shocková butadien butadien umožňuje použití druhého reaktoru s plynem. To vám umožní zvýšit hladinu propylenu v polymeru. Kromě toho je možné přidat k adoptivám hotových výrobků, použití granulace, přispívá ke zlepšení kvality získaného produktu.
Specifičnost polymerace alkenů
Mezi výrobou polyethylenu a polypropylenu jsou některé rozdíly. Propylenová polymerační rovnice umožňuje pochopit, že se předpokládá, že používají jiný režim teploty. Kromě toho existují některé rozdíly také v konečné fázi technologického řetězce, jakož i v oblastech použití konečných produktů.
Peroxid se používá pro pryskyřice, které mají vynikající reologické vlastnosti. Mají zvýšenou úroveň tání tání, podobné fyzikální vlastnosti s těmi materiály, které mají nízký účinek výnosu.
Pryskyřice mají vynikající použití v procesu vstřikování, stejně jako v případě výroby vláken.
Pro zvýšení transparentnosti a síle polymerních materiálů se výrobci snaží přidat speciální krystalizační přísady k reakční směsi. Některé polypropylenové průhledné materiály jsou nahrazeny postupně jinými materiály v oblasti vyfukování a vytváření odlévání.
Polymerační funkce
Polymerace propylenu v přítomnosti aktivovaných uhlíku proudí rychleji. V současné době používal katalytický uhlíkový komplex s přechodovým kovem na bázi uhlíkových adsorpčních kapacit. V důsledku polymerace má produkt vynikající výkonnostní charakteristiky.
Hlavními parametry polymeračního procesu působí také jako molekulová hmotnost a stereoizomerní kompozice polymeru. Důležitá je také fyzikální a chemická povaha katalyzátoru, polymerační médium, stupeň čistoty složek reakčního systému.
Lineární polymer se také získává v homogenním a v heterogenní fázi, pokud existuje projev o ethylenu. Důvodem je absence prostorových izomerů v této látce. Pro získání isotaktického polypropylenu se pokuste použít pevné chloridy titaničitou, stejně jako hliníková přípojka.
Při použití komplexu adsorbovaného na krystalický chlorid titaničitý (3) může být výrobek získán se specifikovanými vlastnostmi. Pravidelnost nosné mřížky není dostatečným faktorem pro akvizici vysokým stereospecifickým katalyzátorem. Například v případě výběru titaničitého jodidu (3) je pozorován větší množství podkrovního polymeru.
Provedené katalytické komponenty mají Lewisian charakter, proto jsou spojeny s výběrem média. Nejvýhodnějším médiem je použití inertních uhlovodíků. Vzhledem k tomu, že titaničnatý chlorid (5) je aktivní adsorbent, zvoleny hlavně alifatické uhlovodíky. Jak pokračuje polymerace propylenu? Produktový vzorec má formu (-CH2 -CH2-CH 2 -) P. Samotný reakční algoritmus je podobný reakci ve zbývajících představitelích homologní řady.
Chemická interakce
Pojďme analyzovat hlavní možnosti interakce pro propylen. Vzhledem k tomu, že ve své struktuře existuje dvojná vazba, hlavní reakce probíhají jeho zničení.
Halogenování se vyskytuje při normální teplotě. V místě rozpadu komplexní komunikace dochází k neomezenému připojení halogenu. V důsledku této interakce se tvoří dialogenové deriváty. Nejtěžší je idiot. Bromace a chlorace probíhá bez dodatečných podmínek a nákladů na energii. Propylenová fluoridace proudí s výbuchem.
Hydrogenační reakce zahrnuje použití přídavného akcelerátoru. Platinum, nikl stojí jako katalyzátor. V důsledku chemické interakce propylenu s vodíkem se vytvoří propan - reprezentant třídy omezujících uhlovodíků.
Hydratace (vodní spojení) se provádí podle pravidla V. V. Markovnikova. Jeho podstatu spočívá ve spojení s dvojnou vazbou v atomu vodíku k tomuto uhlíku propylenu, který má maximální množství. Současně bude halogen připojen k tomu minimálním počtem vodíku.
Propylen se vyznačuje spalováním ve vzduchu kyslíku. V důsledku této interakce se získá dva hlavní produkty: oxid uhličitý, vodní pára.
Při jednání o této chemické látce silných oxidanů, například je pozorována jeho změna draselného manganistanátu. Mezi výrobky chemické reakce budou dvojím alkoholem (glykol).
Získání propylenu
Všechny metody lze rozdělit do dvou hlavních skupin: laboratoř, průmyslová. V laboratorních podmínkách je možné získat propylenu během štěpení halogenového vodíku z počátečního halogenkylu, když je vystaven alkoholovému roztoku hydroxidu sodného.
Propylen je vytvořen během katalytické hydrogenace propanu. V laboratorních podmínkách, tato látka může být získána dehydratací propanol-1. V této chemické reakci, fosforečné nebo kyselině sírové se jako katalyzátory používají oxid hlinitý.
Jak dostanou propylen ve velkých svazcích? Vzhledem k tomu, že v přírodě tato chemická látka zřídka zřídka zjištěna, byly vyvinuty průmyslové možnosti pro jeho přípravu. Nejčastější je alokace alkenů z produktů rafinace ropy.
Například praskání surové oleje ve speciální vrstvě varu se provádí. Propylen se získá pyrolýzou benzínové frakce. V současné době aloke alkenes az přidruženýho plynu, plynů uhelných koksovatelných produktů.
Existuje celá řada pyrolýzy propylenu:
- v trubkových pecích;
- v reaktoru s použitím křemenného chladiva;
- lavrovsky proces;
- autotermální pyrolýza podle metody Bartlomoma.
Mezi výfukovými průmyslovými technologiemi je nutné poznamenat katalytickou dehydrataci nasycených uhlovodíků.
aplikace
Propylen má různé aplikace, proto se vyrábí ve velkém měřítku v průmyslu. Tento nepředvídatelný uhlovodík je povinen pracovat Natta. V polovině dvacátého století, on, s použitím katalytického systému TSIMER, vyvinul polymerační technologii.
Natta se podařilo získat stereoregularový produkt, který byl nazýván isotaktický, protože ve struktuře byly methylové skupiny umístěny na jedné straně řetězu. Vzhledem k takové variantě "balení" polymerních molekul, výsledná polymerní látka má vynikající mechanické vlastnosti. Polypropylen se používá k výrobě syntetických vláken, v poptávce jako plastovou hmotnost.
Přibližně deset procent ropného propylenu je spotřebováno pro výrobu jeho oxidu. Do poloviny minulého století byla tato organická látka získána metodou chlorhydrinu. Reakce tekla tvorbou meziproduktu propylenu chlorhydrinu. Taková technologie má určité nevýhody, které jsou spojeny s použitím drahého chloru a nenáviděného vápna.
V naší době se tento technologie nahradí proces chalcon. Je založen na chemické interakci navržené s hydroperoxidy. Při syntéze propylen glyguolu, která je na výrobě polyuretanové pěny. Jsou považovány za vynikající materiály absorbující šoky, takže jdou na tvorbu balíčků, koberců, nábytku, tepelných izolačních materiálů, sorbovacích kapalin a filtračních materiálů.
Kromě toho, mezi hlavními sféry propylenu, je nutné zmínit syntézu acetonu a isopropylalkoholu. Být vynikajícím rozpouštědlem je považováno za cenný chemický produkt. Na začátku dvacátého století byl tento organický produkt získán metodou kyseliny sírové.
Kromě toho je přímá technologie vypracována se zavedením do reakční směsi kyselých katalyzátorů. Asi polovina z celkové produkce propanolu jde do syntézy acetonu. Tato reakce zahrnuje štěpení vodíku, se provádí při 380 stupních Celsia. Katalyzátory v tomto procesu jsou zinek a měď.
Mezi významnou odvětví použití propylenu zaujímá hydroformaling zvláštní místo. Rekvizity jde na výrobu aldehydů. Oxisintez v naší zemi začali používat od poloviny minulého století. V současné době tato reakce zaujímá důležité místo v petrochemii. Chemická interakce propylenu se syntézním plynem (směsí oxidu uhelnatého a vodíku) při teplotě 180 stupňů, oxidu kobaltu katalyzátoru a tlaku 250 atmosférů, je vzdělávání dvou aldehydů. Jeden má normální strukturu, druhý je zakřivený uhlíkový řetězec.
Ihned po otevření tohoto technologického procesu to byla tato reakce, která se stala předmětem výzkumu mnoha vědců. Hledali způsoby, jak zmírnit podmínky svého průtoku, snažili se snížit procento rozvětveného aldehydu rozvětvené struktury ve výsledné směsi.
Pro toto bylo vynalezeno ekonomické procesy zahrnující použití jiných katalyzátorů. Teplota bylo možné snížit tlak, zvýšit výstup aldehydu lineární struktury.
Estery kyseliny akrylové, které jsou také spojeny s propylenovou polymerací, se používají jako kopolymery. Asi 15 procent petrochemického propenu se používá jako výchozí materiál pro vytvoření akryonitrilu. Tato organická složka je nezbytná pro výrobu cenných chemických vláken - Nitron, vytváření plastových hmot, výroby pryže.
Závěr
Polypropylen v současné době zvažuje největší výrobu petrochemie. Poptávka po tomto vysoce kvalitním a levném polymeru roste, takže postupně vyrazí polyethylen. Je nepostradatelné při vytváření pevného balení, desek, filmů, automobilových dílů, syntetického papíru, lan, kobercových dílů, jakož i vytvořit řadu zařízení pro domácnost. Na začátku dvacátého prvního století, výroba polypropylenu obsazeného druhého místa v polymerním průmyslu. Vzhledem k požadavkům různých průmyslových odvětví můžeme konstatovat: v blízké budoucnosti bude pokračovat trend rozsáhlé výroby propylenu a ethylenu.