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La ecuación de reacción para la policondensación del ácido aminocaproico. compuestos macromoleculares




Tarea 433
¿Qué compuestos se llaman aminas? Dibuje un esquema para la policondensación de ácido adípico y hexametilendiamina. Nombra el polímero resultante.
Solución:
Aminas se denominan derivados de los hidrocarburos, formado por sustitución en los últimos átomos de hidrógeno por grupos -NH2, -NHR o -NR" :

Dependiendo del número de átomos de hidrógeno en el átomo de nitrógeno, sustituido por radicales ( R ), las aminas se denominan primarias, secundarias o terciarias.

Grupo -NH2 , que forma parte de las aminas primarias, se denomina grupo amino. grupo de atomos >NH en las aminas secundarias se llama grupo imino.

Esquema de policondensación acido adipico y hexametilendiamina:

Anid (nylon) es el producto de la policondensación del ácido adípico y hexametilendiamina.

Tarea 442
¿Qué compuestos se llaman aminoácidos? Escribe la fórmula del aminoácido más simple. Dibuja un esquema para la policondensación del ácido aminocaproico. ¿Cómo se llama el polímero resultante?
Solución:
Aminoácidos Se denominan compuestos cuya molécula contiene tanto amina(-NH2) y grupos carboxilo(-COOH). Su representante más simple es ácido aminoacético (glicina): NH2-CH2-COOH.

Esquema de policondensación de ácido aminocaproico:

El producto de policondensación del ácido aminocaproico se llama caprón (perlón). De caprón obtener fibras que son más fuertes que las fibras naturales. Estas fibras se utilizan en la producción de cuerdas para neumáticos de prendas de vestir, automóviles y aeronaves, para la fabricación de redes y aparejos de pesca duraderos y que no se pudren, productos de cuerda, etc.

Esta es una sustancia cristalina con Tmelt = 68.5 - 690 C. Disolvemos bien en agua, alcohol, éter y otros solventes orgánicos. Las soluciones acuosas de ácidos causan hidrólisis a ε - ami-

ácido nocaproico. Cuando se calienta a 230 - 2600 C en presencia de pequeñas cantidades de agua, alcohol, aminas, ácidos orgánicos, polimeriza para formar una resina de poliamida.

mentira Es un producto de producción a gran escala.

La ω-dodecalactama (laurinlactama) se obtiene mediante una síntesis en varias etapas a partir de 1,3-butadieno.

3CH2

Laurin lactam es una sustancia cristalina con Tmelt = 153 - 1540 C, fácilmente soluble en alcohol, benceno, acetona, pobremente en agua. Cuando se calienta, se polimeriza en poliamida, sin embargo,

la polimerización procede peor que la de ε-caprolactama. (Ácido láurico o dodecanoico - CH3 (CH2) 10 COOH.)

4.2. Métodos de obtención de poliamidas Las poliamidas suelen denominarse al grupo de los polímeros de policondensación, es decir polímeros,

emitido como resultado de reacciones de policondensación. Tal asignación no es muy correcta,

ya que los polímeros de este tipo se pueden obtener tanto por policondensación como por polimerización

zación de monómeros. La policondensación produce poliamidas a partir de ácidos ω-aminocarboxílicos

(o sus ésteres), así como de ácidos dicarboxílicos (o sus ésteres) y diaminas. Los principales métodos de polimerización son la polimerización hidrolítica y catalítica de lactato.

mov ω-aminoácidos. La elección del método está determinada por las posibilidades de la base de materia prima y los requisitos:

mi a las propiedades de la poliamida correspondiente.

En la industria, las poliamidas se obtienen de cuatro formas principales:

Heteropolicondensación de ácidos dicarboxílicos o sus ésteres con diaminas orgánicas

n HOOCRCOOH + n H2 NR"NH2

NH2O

- heteropolicondensación de cloruros de ácido dicarboxílico con dia-

- homopolicondensaciónácidos ω-aminocarboxílicos (aminoácidos) o sus ésteres;

NH2O

- polimerización de aminoácidos lactamas.

Catalizador

n (CH2 )n

HN(CH2)nCO

4.3. Etiquetado de poliamida El sistema de etiquetado de poliamida se basa en el método de producción y la química

estructura. Varias poliamidas, especialmente las aromáticas, tienen sus propios nombres, establecidos

proporcionada por las empresas manufactureras.

Para poliamidas alifáticas después de la palabra "poliamida" ("nylon" en literatura extranjera)

redondo) seguido de uno o dos números separados por una coma (o punto). Si la poliamida se sintetiza a partir de un monómero (aminoácido o lactama), se pone un número,

correspondiente al número de átomos de carbono en el monómero. Por ejemplo, la poliamida obtenida a partir de

ε-caprolactama o de ácido ε-aminocaproico, denominada “poliamida 6”; un polímero del ácido aminoenántico - "poliamida 7", un polímero del ácido aminoundecanoico -

"poliamida 11". En la literatura técnica, la palabra "poliamida" a menudo se reemplaza por la abreviatura "PA" o la letra "P". Luego, las designaciones anteriores se presentan como "PA-6", "PA-11", "P-7". La composición de dos números separados por coma indica que la poliamida se obtiene por policondensación de una diamina con un ácido dicarboxílico o sus derivados.

El número (número) antes del punto decimal indica el número de átomos de carbono en la diamina; el número (número) después del punto decimal es el número de átomos de carbono en el ácido usado o su derivado. Por ejemplo, "Poliamida 6,6" se deriva de hexametilendiamina y ácido adípico; "Poliamida 6.10" -

de hexametilendiamina y ácido sebácico. Tenga en cuenta que la coma (o punto)

puede faltar la separación de dos números. Entonces, la Norma Estatal 10539 - 87

se prescribe para designar la poliamida obtenida a partir de hexametilendiamina y ácido sebácico en poli, como en las amidas "Poliamida obtenida 610". de aminas alifáticas y ácidos aromáticos, un elemento estructural lineal se indica mediante un número que muestra el número de átomos de carbono en una molécula

kule, y el enlace de los ácidos se indica con la letra inicial de sus nombres. Por ejemplo, poliamida

derivado de hexametilendiamina y ácido tereftálico, denominado "Poliamida

Los nombres de los copolímeros de poliamida se componen de los nombres de polímeros individuales con una indicación

composición porcentual entre paréntesis (en la literatura se utiliza un guión en lugar de corchetes). La primera indicada es la poliamida, que está más en el copolímero. Por ejemplo, nombre-

“Poliamida 6.10 / 6.6 (65:35)” o “Poliamida 6.10 / 6.6 - 65/35” significa que el copolímero co-

fabricado en 65% poliamida 6.10 y 35% poliamida 6.6. En algunos casos, se utiliza notación simplificada. Por ejemplo, la entrada P-AK-93/7 significa que el copolímero se prepara a partir de un 93 % de sal de AG y un 7 % de ω-caprolactama (aquí, "A" indica sal de AG, "K" - caprolactama).

Además de estas designaciones estandarizadas en Rusia, en la literatura técnica y de referencia, puede haber nombres propios de tipos y marcas individuales introducidos por empresas.

liamidas. Por ejemplo, "Technamid", "Zytel-1147" y otros.

4.4. Producción de poliamidas alifáticas De las muchas poliamidas sintetizadas hasta la fecha, la más práctica

de interés son:

Poliamida 6 (poli-ε-caproamida, policaproamida, capron, resina de nailon, nailon-6,

caprolón B, caprolita),

Poliamida 12 (poli-ω-dodecanamida),

Poliamida 6.6 (polihexametilenadipamida, anida, nailon 6.6),

Poliamida 6.8 (polihexametilensuberinamida),

Poliamida 6.10 (polihexametileno sebacinamida),

Las poliamidas 6 y 12 se obtienen en la técnica por polimerización de las lactamas correspondientes. Os-

poliamidas tales se forman durante la policondensación de hexametilendiamina y ácidos dibásicos

4.4.1. Polimerización de lactamas La poliamida 6 y la poliamida 12 se obtienen predominantemente de esta manera.

4.4.1.1. Poliamida 6

La poliamida 6 o policaproamida se obtiene por polimerización de ε-caprolactama en

la ausencia de agentes hidrolíticos o catalizadores que promuevan la apertura del anillo lactámico. El proceso de polimerización bajo la acción del agua se denomina polimerización hidrolítica.

ción La polimerización catalítica (aniónica o catiónica) de ε-caprolactama se lleva a cabo en presencia de catalizadores alcalinos o ácidos.La cantidad principal de PA-6 se obtiene por polimerización hidrolítica de caprolactama.

Polimerización hidrolítica de ε-caprolactama fluye bajo la acción del agua, sol-

deshacerse de los ácidos, sales u otros compuestos que causan la hidrólisis del ciclo de la lactama. Educación-

La reducción de poliamida procede en dos etapas. La química del proceso se puede representar mediante el esquema:

H2N(CH2)5COOH

HN(CH2 )5CO

La primera etapa del proceso, la hidrólisis de caprolactama a ácido aminocaproico, es la etapa más lenta del proceso, lo que limita su velocidad general. Por lo tanto, en

En agua, la polimerización de la caprolactama se realiza en presencia de catalizadores. Estos son más a menudo el propio ácido aminocaproico o la sal de AG (adipato de hexametilen, la sal de adi-

ácido pinico y hexametilendiamina - HOOC (CH2)4 COOH H2 N(CH2)6 NH2), en el que los reactivos se encuentran en proporciones estrictamente equimoleculares.

La macromolécula de la poliamida resultante contiene grupos amino y carboxilo terminales libres, por lo que es propensa a reacciones destructivas y policondensación adicional.

ción cuando se calienta durante el procesamiento. Para obtener un producto más estable, estos grupos se pueden bloquear introduciendo sustancias monofuncionales en la masa de reacción: alcoholes, ácidos o aminas. Tales compuestos, llamados estabilizadores o reguladores-

viscosidades, reaccionan con los grupos finales y, por lo tanto, estabilizan el polímero, lo que limita su capacidad para entrar en otras reacciones. Esto asegura la posibilidad de

obtener un polímero con un peso molecular y una viscosidad dados cambiando la cantidad de estabilizador

congestión. Los ácidos acético y benzoico se utilizan a menudo como estabilizadores.

La polimerización hidrolítica es un proceso reversible y el estado de equilibrio depende de la temperatura. Al llevar a cabo la reacción en el rango de temperatura de 230 - 2600 C, el contenido de mo-

número y oligómeros en la poliamida resultante es 8 - 10%. A tales temperaturas, todos los reactivos y la poliamida pueden oxidarse activamente por el oxígeno atmosférico. Por tanto, el proceso se realiza en atmósfera inerte de nitrógeno seco con un alto grado de depuración.

El proceso de polimerización se puede llevar a cabo según esquemas periódicos o continuos utilizando equipos de varios diseños. En la fig. La Figura 3 muestra un esquema para la producción de PA 6 por un método continuo en un reactor tipo columna. El proceso tecnológico de plegado.

Consta de las etapas de preparación de materias primas, polimerización de ε-caprolactama, enfriamiento del polímero, su molienda, lavado y secado.

La preparación de materias primas consiste en derretir caprolactama a 90 - 1000 C en un aparato separado

tasa 3 con agitación. En el aparato 6 se prepara una solución acuosa al 50% de sal AG. Preparar-

Los líquidos preparados son suministrados continuamente por las bombas dosificadoras 1 y 4 a través de los filtros 2 y 5

en la parte superior del reactor 7 (columna de unos 6 m de altura con perforación horizontal

mi particiones metálicas que contribuyen a la turbulencia del flujo de reactivos cuando se mueven de arriba hacia abajo). El reactor se calienta a través de secciones de camisa con dinil (una mezcla eutéctica de difenil y difenil éter). La temperatura en la parte media de la columna es de unos 2500 C,

en el inferior - hasta 2700 C. La presión en la columna (1.5 - 2.5 MPa) es proporcionada por el suministro de nitrógeno y pa-

ramio del agua resultante.

La polimerización comienza inmediatamente después de mezclar los componentes. liberada durante la reacción

ción y el agua introducida con la sal AG se evapora. Sus vapores, que se elevan a lo largo de la columna, contribuyen a la turbulencia y mezcla de la masa de reacción y arrastran vapores de caprolactama con ellos.

Al salir de la columna, la mezcla de vapor ingresa secuencialmente a los condensadores de reflujo 8

y 9. En el primero se condensa la caprolactama, volviendo a la columna. Condensado-

En el segundo, se elimina el vapor de agua para su limpieza. La conversión de monómero en la columna es de alrededor del 90%.

caprolactama

para limpiar

Arroz. 3. Esquema para la producción de poliamida 6 (policaproamida) por un método continuo:

1, 4 - bombas dosificadoras; 2, 5 - filtros; 3 - fundidor de caprolactama; 6 - aparato para disolver sal AG; 7 - columna-reactor; 8, 9, - refrigeradores; 10 - máquina de corte; 11 - lavadora extractora; 12 - filtro; 13 - secador de vacío; 14 - tambor de riego giratorio.

El polímero fundido resultante se exprime a través de un troquel ranurado en el co-

la parte inferior de la columna en forma de cinta sobre la superficie fría de un rotatorio

El agua precisa del tambor de riego 14 se enfría y, con la ayuda de los rodillos guía y de tracción, ingresa a la máquina cortadora 10 para moler.

extractor 11. El contenido de compuestos de bajo peso molecular después del lavado es inferior a

1,5%. La miga lavada se separa del agua en el filtro 12 y se seca en una secadora de vacío

13 a 125 - 1300 C hasta un contenido de humedad de no más del 0,2%.

polimerización aniónica La ε-caprolactama se puede llevar a cabo en solución o en masa fundida.

números a temperaturas por debajo del punto de fusión del polímero.

Catalizador

norte (CH2)5

HN(CH2 )5CO

La polimerización se lleva a cabo en presencia de un sistema catalítico que consiste en una mezcla de

talizador y activador. Los metales alcalinos y sus hidróxidos pueden servir como catalizadores.

carbonatos, otros compuestos. En tecnología, se utiliza principalmente sal de sodio ε - capro-

lactama formada por la interacción de sodio con lactama.

(CH2)5

1/2H2

N-Na+

Esta sal reacciona fácilmente con la lactama para formar un derivado de N-acilo, que se añade

se une a la lactama, dando lugar a una cadena de poliamida y permaneciendo en su extremo hasta completarse

consumo de monómeros.

(CH2)5

(CH2)5

(CH2)5

N-Na+

N-CO-(CH2)5 - NH

Los activadores (cocatalizadores) ayudan a acelerar la reacción. en su calidad

Se utilizan derivados N-acilo de lactama o compuestos capaces de acilar lactama.

allí en condiciones de polimerización (anhídridos de ácidos carboxílicos, ésteres, isocianatos, etc.). Por debajo

bajo la influencia de un sistema de este tipo, la polimerización de ε-caprolactama procede sin un período de inducción

a presión atmosférica y termina en 140 -

1800 C durante 1 - 1,5 horas con una conversión de monómero de 97 - 99%.

caprolactama

Tales condiciones "suaves" y la velocidad de polimerización

permitir que se lleve a cabo no en reactores, sino en formas,

teniendo la configuración y dimensiones de futuros productos.

Otra ventaja de la polimerización aniónica es

la posibilidad de obtener poliamidas con distribución uniforme

caprolactama

estructura de esferulita retorcida, sin conchas de contracción

vinos, poros, grietas y otros defectos.

El método de polimerización aniónica de ε-caprolactama en

fundir en presencia de sal sódica de ε-caprolactama

y el activador se denominó "polímero de alta velocidad".

zation”, y el polímero resultante lleva el nombre de

En un armario de calefacción

derramado o caprolón B. También se usa en-

producción de caprolita:

1 - bomba dosificadora; 2 - reactor

título "bloque de poliamida" Cesión propia

producción de sal sódica de caprolactama; 3-

filtrar; 4 - fusor; 5 - batidora capro

el nombre del poli-ε-

lactama con N-acetilcaprolactama; 6 - antes-

bomba zirovochnaya; 7 - batidora; 8 - forma

caproamida se explica por el hecho de que caprolon B, que tiene la misma estructura química que poli-

amida 6, difiere notablemente de ella en propiedades. Exhibe (Tabla 5) mayor resistencia

ness, dureza, resistencia al calor, tiene menos absorción de agua, etc.

Esto se explica, en

peso molecular ligeramente mayor de caprolita, y en segundo lugar, más ordenado

estructura. La obtención de caprolon B incluye (fig. 4)

etapas de preparación de materias primas, mixtas

componentes y polimerización.

En la etapa de preparación de materias primas, la caprolactama se funde y

completamente secado bajo presión negativa en una atmósfera de nitrógeno en un recipiente

tipo con agitador 4.

La mitad de este derretimiento después de la filtración se mezcla en el aparato.

con la cantidad calculada de sodio metálico para la preparación de sal de sodio

ε-caprolactama, y ​​la otra mitad - en el aparato 5 se mezcla con un cocatalizador (N - ace-

tilcaprolactama). Ambos fundidos (soluciones) con una temperatura de 135 - 140 0 C son dosificados por bomba-

mi 1 y 6 en las proporciones requeridas en un mezclador rápido 7, desde donde la mezcla ingresa a los moldes de fundición, cuya capacidad puede alcanzar 0,4 - 0,6 m3. Los moldes llenos se instalan durante 1,0 - 1,5 horas en armarios calefactores para la polimerización con un aumento gradual

temperatura de 140 a 1800 C. Luego los moldes con el polímero se enfrían lentamente a temperatura ambiente.

la temperatura y las piezas fundidas de polímero se eliminan de ellos. Al lavar el monómero, es necesario:

no hay interés aquí, ya que su contenido no supera el 1,5-2,5%.

La polimerización de alta velocidad de ε-caprolactama se usa para obtener productos terminados de gran tamaño y de paredes gruesas o no estándar, así como piezas fundidas, productos a partir de los cuales se preparan mediante procesamiento mecánico.

4.4.1.2. Poliamida 12

La poliamida 12 (poli-ω-dodecanamida o nailon 12) se obtiene en la industria por métodos

polimerización hidrolítica y aniónica de ω-dodecalactama.

NH2O

La polimerización hidrolítica se lleva a cabo en presencia de agua y ácido (adípico,

ortofosfórico). La tecnología para la obtención de nylon 12 por este método es similar a la tecnología para la síntesis de la poliamida 6. Las propiedades de la poliamida 12 se muestran en la tabla 5.

La polimerización aniónica de ω-dodecalactam también es similar a la de ε-caprolactama.

A temperaturas más bajas, se forma un polímero con un peso molecular más alto, una estructura esferulítica desarrollada de manera más uniforme y, como resultado, con mayor resistencia física.

propiedades mecánicas.

4.4.2. Policondensación de hexametilendiamina y ácidos dicarboxílicos Las poliamidas de ácidos dicarboxílicos y diaminas o de aminoácidos se obtienen por el método

policondensación de equilibrio. Para la síntesis de un polímero de alto peso molecular es necesario

dimo cumplen varias condiciones principales. Uno de ellos se debe a la reversibilidad de las reacciones de policondensación. Debido a esto, la formación de un polímero de peso molecular suficientemente alto

solo es posible con la eliminación oportuna y completa del agua, lo que se logra realizando

proceso en vacío o con corriente continua a través de la masa de reacción de gas inerte seco.

Además, debe tenerse en cuenta que a medida que avanza la reacción, disminuyen las concentraciones de los reactivos y la velocidad del proceso. Una forma típica de aumentar la velocidad de las reacciones es aumentar la temperatura. Sin embargo, por encima de los 3000 C, las poliamidas comienzan a descomponerse notablemente.

jurar. Por lo tanto, para lograr una conversión suficiente, es necesario aumentar la duración

la fuerza de contacto de los reactivos. Así, el peso molecular de las poliamidas resultantes puede controlarse durante su formación por la duración del proceso.

Además de los factores de temperatura y tiempo, para obtener un alto peso molecular

La liamida requiere una estricta equimolecularidad de los reactivos. Un exceso de uno de ellos, incluso dentro del 1%, conduce a la formación de cadenas poliméricas, en cuyos extremos habrá

grupos funcionales idénticos del exceso de reactivo. Con exceso de diamina, los grupos terminales serán grupos NH2, y con exceso de ácido, grupos COOH. Esto detendrá la reacción de propagación en cadena. La equimolecularidad se logra usando

condensación no de los ácidos y diaminas mismos, sino de sus sales ácidas. La preparación de tales sales es

Es una etapa independiente en los procesos de síntesis de poliamidas por policondensación. Usó

ion para la policondensación de sales tiene una serie de ventajas: las sales no son tóxicas, se cristalizan fácilmente

se lisan, prácticamente no cambian, a diferencia de las diaminas, propiedades durante el almacenamiento a largo plazo

nii, no requieren condiciones especiales de almacenamiento.

Asegurar la equimolecularidad de los reactivos teóricamente debería conducir a

la formación de un polímero con un peso molecular infinitamente grande. Sin embargo, en la práctica industrial, debido a la inevitable pérdida de parte de los reactivos y al paso de reacciones secundarias, en las que

pueden entrar grupos funcionales, el peso molecular de los polímeros está en el rango de 10,000 - 50,000.

4.4.2.1. Poliamida 6.6

La poliamida 6.6 (polihexametileno adipamida, P-66, nailon 6.6, anida) se forma durante la poli-

condensación de hexametilendiamina y ácido adípico.

HN(CH) NHCO(CH) CO

NH2O

.... .... ..........

... .

. . ... .. . ... .. .... ..

caliente... .. .. ...... ..... . .... .............

. .. ................................ .

..... ..

...... .

..... ....

frío

Poliamida

Figura 5. Esquema para la producción de polihexametilendiadimamida (poliamida 6.6):

1 - centrífuga; 2 - aparato para separar la sal de una solución; 3 - aparato para obtener sal; 4 - reactor de autoclave; 5 - refrigerador; 6 - colector de condensado; 7 - máquina de corte; 8 - secadora; 9 - baño de enfriamiento

La primera etapa del proceso es la síntesis de una sal de ácido adípico y hexametilendiami-

sobre (sales AG). Se forma una solución salina en un aparato calentado 3 mezclando 20% me-

solución de tanol de ácido adípico con una solución al 50 - 60% de hexametilendiamina en metanol. En el aparato 2, cuando la masa se enfría, la sal AG, que es poco soluble en metanol, se libera de la solución. Sus cristales se separan del líquido madre en una centrífuga 1, se secan y se utilizan

utilizado para la policondensación. Sal - polvo cristalino blanco con Tmelt = 190 - 1910 C,

fácilmente soluble en agua, estable cuando se almacena seco y en forma de soluciones acuosas.

El proceso de síntesis de poliamida 6,6 a partir de la sal AG no es muy diferente del proceso de polimerización.

ε-caprolactama. La característica más significativa es la temperatura elevada del policono.

densaciones. La velocidad de reacción óptima se alcanza a 270 - 2800 C. En este caso, la reacción continúa casi hasta el final y, al alcanzar el equilibrio, se forma un polímero que contiene menos del 1% de monómeros y compuestos de bajo peso molecular. La distribución del peso molecular es bastante estrecha. La razón de la ausencia de polidispersidad significativa es el lado de-

procesos estructurales que tienen lugar bajo la influencia de la temperatura y fracciones de bajo peso molecular. En primer lugar, las fracciones de alto peso molecular están sujetas a destrucción. Para más-

limitación más activa de su presencia en el polímero comercial, se añaden a la masa de reacción -

todos los compuestos monofuncionales capaces de reaccionar con grupos terminales de poliamino-

Sí. Como en la síntesis de la poliamida 6, tales compuestos estabilizadores (reguladores de la viscosidad)

huesos) puede ser ácido acético, benzoico. Estos compuestos no sólo limitan el peso molecular

la masa molecular del polímero durante su formación, pero también contribuyen a la constancia de la viscosidad del

polímero fundido durante su procesamiento, es decir, al volver a fundirse, lo que puede causar más policondensación.

La policondensación se realiza en autoclave a una presión de 1,5 - 1,9 MPa en atmósfera de nitrógeno.

El autoclave 4 se carga con sal AG, la adición de ácido acético (0,1 - 0,2 mol por mol de sal) y

el aparato a través de la camisa se calienta con dinil a 2200 C. Además, durante 1,5 a 2 horas, la oscuridad

La temperatura aumenta gradualmente a 270 - 2800 C. Luego, la presión disminuye a la presión atmosférica y después de una breve exposición aumenta nuevamente. Estos cambios de presión se repiten

unas pocas veces. Con una disminución de la presión, el agua formada durante la policondensación hierve.

se funde y sus vapores mezclan adicionalmente el polímero fundido. El vapor de agua que sale del autoclave se condensa en el refrigerador 5, se recoge en el colector 6 y se descarga en los sistemas de purificación.

drenajes de aguas residuales. Al final del proceso (6 - 8 horas), el agua restante se elimina al vacío,

y la poliamida fundida del aparato a través de la hilera se exprime en forma de cinta en el baño 9 con

4.4.2.2. Poliamidas 6.8 y 6.10

Estas poliamidas se obtienen por policondensación de hexametilendiamina y el correspondiente ki-

slot (subérico y sebácico) utilizando tecnologías similares a la tecnología de producción de

diamida 6.6.

Los ácidos y las diaminas se introducen en la reacción en forma de sus sales.

De estas poliamidas, solo la poliamida 610 es de interés práctico hasta el momento,

ya que la producción de ácido subérico está limitada por su complejidad.

Las propiedades de las poliamidas 6.8 y 6.10 se muestran en la tabla 5.

Las poliamidas mixtas se producen de manera similar cuando se introducen varios componentes en la policondensación, por ejemplo, sales de AG y caprolactama, sales de AG, SG y caprolactama.

4.4.3. Policondensación de diaminas y cloruros de ácidos dicarboxílicos

Este método no se ha utilizado mucho en la industria de las poliamidas alifáticas debido al mayor costo de los cloruros de ácido carboxílico. Sin embargo,

es el único para la síntesis de la mayoría de las poliamidas aromáticas, en particular fenilona y Kevlar.

4.5. Propiedades y aplicaciones de las poliamidas alifáticas Las poliamidas alifáticas son productos duros en forma de cuerno de color blanco a crema claro.

color móvil, fusión en un rango de temperatura estrecho (tabla 5). Intervalos estrechos

los valores del punto de fusión indican una baja polidispersidad y una alta concentración

Tracciones en polímeros de la fase cristalina. Su contenido puede llegar al 60 - 80% y depende

tamices en la estructura de las macromoléculas. regular alifati-

homopoliamidas cal, cuya característica distintiva es el contenido en la macro-

molécula de radicales de un solo ácido y una diamina. Estos son, por ejemplo, poliamida 6,

poliamida 6.6, poliamida 6.10. El grado de cristalinidad del material en los productos se ve afectado por las condiciones

dependiendo de su procesamiento, modo de tratamiento térmico, contenido de humedad y aditivos especiales. Ste-

el muñón de cristalinidad de las poliamidas mixtas (obtenidas a partir de dos o más monómeros) es menor. Son menos duraderos, pero tienen mayor elasticidad, transparentes.

Los altos puntos de fusión de las poliamidas se explican por los fuertes enlaces de hidrógeno entre las macromoléculas. El número de estos enlaces depende directamente del número de grupos amida en la macromolécula y, por lo tanto, está inversamente relacionado con el número de grupos metileno. Los enlaces de hidrógeno determinan en gran medida todas las demás propiedades. De-

aquí: la proporción de grupos metileno y amida afecta tanto la solubilidad como la resistencia al agua

óseo, y en físico y mecánico, y en otros índices.

HOOC–CH 2 –NH 2 + HOOC–CH–NH 2 HOOC–CH 2 –NH–CO–CH–NH 2

CH 3 -H 2 O CH 3

enlace peptídico glicina alanina glicilalanina

(gli-ala)

Los di-, tri-, .... polipéptidos se denominan por el nombre de los aminoácidos que componen el polipéptido, en el que todos los aminoácidos entrantes como radicales terminan en - limo, y el último aminoácido suena sin cambios en el nombre.

La resina se obtiene por policondensación de ε - ácido aminocaproico o polimerización de caprolactama (lactama ε - ácido caproico) caprón:

N CH 2 CH 2 [- NH - (CH 2) 5 - CO - NH - (CH 2) 5 - CO -] m

caprolactama policaprolactama (kapron)

Esta resina se utiliza en la producción de fibras sintéticas de nailon.

Otro ejemplo de una fibra sintética es enante

Enanth es una poliamida de ácido enanthic. El enant se obtiene por policondensación del ácido 7-aminoheptanoico, que se encuentra en la reacción en forma de sal interna:

N N + H 3 - (CH 2) 6 - COO - [ - NH - (CH 2) 6 - CO -] n + n H 2 O

Enanth se utiliza para la fabricación de fibra sintética, en la producción de pieles "artificiales", cuero, plásticos, etc. Las fibras de enanth se caracterizan por su alta resistencia, ligereza y elasticidad.

Pruebas para el autocontrol del conocimiento sobre el tema: "Aminoácidos"

1. Nombre el compuesto de acuerdo con la nomenclatura sistemática

CH 3 - CH - COOH

A) ácido 2-aminopropanoico

B) ácido a-aminopropiónico

C) a-alanina

D) ácido 2-aminopropiónico

2. Nombre el compuesto de acuerdo con la nomenclatura histórica

CH 3 - CH - CH - COOH

A) a-amino - b-ácido metilbutírico

B) ácido a-metil - b-aminobutírico

C) Ácido 2-amino-3-metilbutanoico

D) 2-metil - 3 - ácido aminobutanoico

3. Alanine H NH 2 pertenece a la serie

4. Los productos de reacción son

CH 2 - COOH PCl 5 B

NH2 NH3 C

A) A: CH2-COONa; B: CH2-COCl; C: CH 2 - CONH 2

B) A: CH2-COONa; B: CH2-COCl2; C: CH 2 - CONH 4

C) A: CH2-COONa; B: CH2-COOH; C:CH-NH2

D) A: CH2-COONa; B: CH2-COOH; C: CH 2 - CONH 2

NH 2 N + H 3 Cl - NH 2

5. Los productos de reacción son

CH 2 - COOH CH 3 HAB B

NH2 CH3COCl C


HNO2 D

A) A: CH2-COOH; B: CH2-COOH; C:CH2-COOH; D: CH 2 - COOH

N + H 3 Cl - NHCH 3 NH - COCH 3 OH

B) A: CH2-COOCl; B:CH2-COOCH3; C:CH2-COOH; D: CH 2 - COOH

NH2NH2NH-COCH3; Vaya

C) A: CH2 - COCl2; B: CH2-COOH; C:CH2-COOH; D: CH 2 - COOH

NH 2 NH-CH 3 NH - COCH 3 NH-N \u003d O

D) A: CH2-COCl2; B: CH2—COBr; C:CH2-COOH; D: CH 2 - COOH

NH 2 NH 2 NH - COCH 3 OH

6. Los a-aminoácidos se forman cuando se calientan

A) lactamas

B) cetopiperazinas

C) lactonas

D) lactidas

7. Los b-aminoácidos se forman cuando se calientan

A) ácidos insaturados

B) cetopiperazinas

c) lactamas

D) lactonas

8. Los g-aminoácidos se forman cuando se calientan

A) lactamas

B) ácidos insaturados

C) lactidas

D) lactonas

9. Durante la policondensación de aminoácidos,

A) péptidos

C) piperazinas

D) polienos

10. El enlace peptídico en las moléculas de proteína es

11. La policondensación difiere de la polimerización:

A) Sin formación de subproductos de bajo peso molecular

B) Formación de subproductos de bajo peso molecular

C) Oxidación

D) Deterioro

12. Una reacción cualitativa a a-aminoácidos es la reacción c:

A) ninhidrina

B) a-naftol

13. Los productos de reacción en la síntesis de Strecker-Zelinsky se denominan:

Canal 3 HCN NH 3 2 HOH (HCl)

CH = O A B C

A) ácido butírico A-α-oxinitrilo; B- α-aminonitrilo de ácido butírico; C-

D, L -alanina;

B) ácido propiónico A-α-oxinitrilo; B-α-aminonitrilo de ácido aminopropiónico, C-D, L-alanina;

C) A-α-hidroxinitrilo de ácido valérico; B-α-aminonitrilo de ácido valérico;

C-D, L - treonina;

D) ácido propiónico A-α-oxinitrilo; B-α-aminonitrilo de ácido propiónico; C-

D, L - alanina.

14. Nombra las sustancias en la cadena de transformaciones:

COC 2 H 5 O \u003d N-OH [H] (CH 3 CO) 2 O C 2 H 5 ONa

Canal 2 - H2O PERO - H2O A - CH3COOH DE - C2H5OH D

éter malónico

Cl-CH 2 -CH (CH 3) 2 H 2 O (HCl) t 0

–NaCl mi- CH3COOH, Y - CO2 Z

–2C2H5OH

A) éster de A-nitrosomalon; B - éster oximalónico; éster C-N-acetiloximalónico; éster D-Na-N-acetiloximalónico; éster de E-isobutil-N-acetiloximalónico; éter G-isobutiloximalónico; 3-isoleucina;

C) éster de A-nitrosomalona; B - éter iminomalónico; éster de C-N-acetiliminomalona; éster de D-Na-N-acetiliminomalona; éster de E-isobutil-N-acetiliminomalona; éter G-isobutiliminomalónico; 3-treonina;

C) éster de A-nitrosomalona; éter B-aminomalónico; éster de C-N-acetilaminomalon; éster de D-Na-N-acetilaminomalon; éster de E-isobutil-N-acetilaminomalon; Éter de G-isobutilaminomalona; Z-leucina;

D) éster A-oximalónico; B - éter de nitrosomalón; éster de C-N-acetilnitrosomalona; éster de D-Na-N-acetilnitrosomalona; Éter de E-isobutil-N-acetilnitrosomalona; éter de G-isobutilnitrosomalona; Z-valina.

CARBOHIDRATOS

Los hidratos de carbono son un gran grupo de sustancias orgánicas ampliamente distribuidas en la naturaleza. Estos son glucosa, sacarosa, almidón, celulosa, etc.

Cada año, las plantas de nuestro planeta crean una enorme masa de carbohidratos, que se estima en un contenido de carbono de 4 * 10 10 toneladas. Aproximadamente el 80% de la materia seca de las plantas son carbohidratos y el 20-30% son organismos animales.

El término "carbohidratos" fue propuesto en 1844 por K. Schmidt, ya que la mayoría de estas sustancias corresponden a la fórmula Cn (H2O) m. Por ejemplo, una molécula de glucosa tiene la fórmula C 6 H 12 O 6 y es igual a 6 átomos de carbono y 6 moléculas de agua. Más tarde, se encontraron carbohidratos que no correspondían a esta composición, por ejemplo, desoxihexosa (C 6 H 10 O 5), pero el término ha sobrevivido hasta nuestros días.

Los carbohidratos se dividen en dos grandes grupos: estos son carbohidratos simples o monosacáridos (monoses), sustancias que no se hidrolizan, por ejemplo, glucosa, fructosa. En la naturaleza, las pentosas y las hexosas son más comunes. El segundo grupo son los carbohidratos complejos que, cuando se hidrolizan, dan monosacáridos. Los carbohidratos complejos, a su vez, se dividen en oligosacáridos y polisacáridos. Los oligosacáridos constan de dos a diez residuos de monosa. "Oligos" significa "pocos" en la traducción. Los oligosacáridos más simples son los disacáridos (biosas), que constan de dos residuos de monosa. Por ejemplo, la sacarosa C 6 H 12 O 6 consta de residuos de dos monosas: glucosa y fructosa. Los oligosacáridos que consisten en residuos de tres monosas se llaman triosas, los de cuatro se llaman tetraosas, y así sucesivamente. Los polisacáridos (poliosas) se forman a partir de monosas como resultado de su policondensación, es decir, las poliosas son polímeros de heterocadena o biopolímeros, cuyos monómeros son monosas. Los polímeros de heterocadena contienen en su cadena no solo átomos de carbono, sino también átomos de oxígeno, por ejemplo:

NC 6 H 12 O 6 (C 6 H 10 O 5) n + (n-1) H 2 O o (-C 6 H 10 O 4 - O -) n

carbohidratos

Ejemplos de resolución de problemas

Hay dos formas principales de obtener compuestos macromoleculares: polimerización y policondensación.

Polimerización- la reacción de la conexión de moléculas de monómero, que procede debido a la ruptura de múltiples enlaces.

La polimerización se puede representar mediante el esquema general:

donde R es un sustituyente, por ejemplo, R \u003d H, - CH 3, Cl, C 6 H 5, etc.

n es el grado de polimerización.

La polimerización de alcadienos con dobles enlaces conjugados (alcadienos-1,3) se realiza abriendo dobles enlaces en las posiciones 1,4 o 1,2, por ejemplo:

Los polímeros más valiosos (gomas) se obtienen mediante polimerización estereorregular en la posición 1,4 en presencia de catalizadores Ziegler-Natta:

Para mejorar las propiedades de los cauchos, la polimerización de 1,3-butadieno e isopreno se lleva a cabo junto con estireno, acrilonitrilo e isobutileno. Tales reacciones se denominan copolimerizaciones. Por ejemplo,

donde R = - (butadieno - caucho de estireno),

R \u003d -C º N (butadieno - caucho de nitrilo).

La policondensación es una reacción de formación de macromoléculas a partir de compuestos di o polifuncionales, acompañada de la eliminación de productos de bajo peso molecular (agua, amoníaco, cloruro de hidrógeno, etc.).

Una policondensación que involucra solo un monómero se llama homopolicondensación. Por ejemplo,

nHO - (CH 2) 6 - COOH (n-1) H 2 O + H - [-O - (CH 2) 6 -CO -] n - OH

polímero de 7-hidroxiheptano

ácido (monómero)

Como resultado de la homopolicondensación del ácido 6-aminohexanoico

(ácido e-aminocaproico), se obtiene un polímero caprón.

Una policondensación que involucra dos monómeros que contienen diferentes grupos funcionales se denomina heteropolicondensación. Por ejemplo, la policondensación entre ácidos dibásicos y alcoholes dihídricos conduce a la producción de poliésteres:

nHOOS - R - COOH + nHO - R¢ - OH [- OC - R - COOR¢ - O -] n + (2n-1) H 2 O

Como resultado de la heteropolicondensación de ácido adípico y hexametilendiamina, se obtiene poliamida (nylon)

Ejemplo 1

¿Cuántas unidades estructurales (n) están incluidas en una macromolécula de PVC con un peso molecular de 350 000?



M m polímero = 350000

Determine el número de enlaces estructurales - (n).

1. Esquema de reacción:

2. Encuentra el peso molecular de la unidad elemental

sumando las masas atómicas de los elementos que componen su composición - 62.5.

3. Encuentra (n). Dividimos el peso molecular de la unidad elemental: 3500: 62,5 = 5600

Respuesta: n = 5600

Ejemplo 2

Escriba un esquema para la formación de dímero y trímero de isobutileno bajo la acción del ácido sulfúrico, teniendo en cuenta el mecanismo de esta reacción (polimerización catiónica).

Tal proceso de polimerización fue observado por primera vez por A.M. Butlerov bajo la acción del ácido sulfúrico sobre el isobutileno.

La terminación de la cadena en este caso se produce como consecuencia de la eliminación de un protón (H+).

La reacción tiene lugar en presencia de agua, que captura un protón, formando un catión hidronio.

Tareas de control

191. ¿Qué polímeros se llaman termoplásticos, termoestables?

192. Escribe una ecuación para la reacción de copolimerización del estireno.

C6H5–CH=CH2 y butadieno CH2=CH–CH=CH2. ¿Qué propiedades tiene el producto de copolimerización y dónde se utiliza?

193. Escriba las ecuaciones de reacción para la polimerización del propileno.

CH2=CH–CH3 e isobutileno H2C=C–CH3.

194. Escriba la ecuación para la reacción de policondensación del ácido adípico HOOC(СH2)4COOH y la hexametilendiamina NH2(СH2)6NH2. ¿Qué producto se forma, qué propiedades tiene y dónde se utiliza?

195. ¿Qué hidrocarburos se llaman dienos? Dar ejemplos. ¿Cuál es la fórmula general para la composición de los hidrocarburos diénicos? Dibuje un esquema de polimerización para uno de los hidrocarburos diénicos.

196. ¿Qué compuestos se llaman aminas? Dibuje un esquema para la policondensación de ácido adípico y hexametilendiamina. ¿Cuál es el nombre del polímero formado como resultado de esta reacción?

197. Calcula el peso molecular del PVC si el grado de polimerización es 200. Escribe la ecuación de reacción para la polimerización del cloruro de vinilo.

198. ¿Qué compuestos se llaman aminoácidos? Escribe la fórmula del aminoácido más simple. Dibuja un esquema para la policondensación del ácido aminocaproico. ¿Cuál es el nombre del polímero formado como resultado de esta reacción?

199. Escriba las ecuaciones de reacción para la producción de capron a partir del ácido aminocaproico NH2(CH2)5COOH y nailon a partir del ácido adípico COOH(CH2)4COOH y hexametilendiamina NH2(CH2)6NH2.

200. ¿Cuál es el nombre de los hidrocarburos representados por isopreno? Dibuje un esquema para la copolimerización de isopreno e isobutileno.