uy > Boshqa > Aminokaproik kislotaning polikondensatsiyasi reaksiya tenglamasi. Makromolekulyar birikmalar


Aminokaproik kislotaning polikondensatsiyasi reaksiya tenglamasi. Makromolekulyar birikmalar




433-topshiriq
Qanday birikmalar aminlar deb ataladi? Adipik kislota va geksametilendiaminning polikondensatlanish sxemasini chizing. Olingan polimerni nomlang.
Yechim:
Ominlar uglevodorodlar hosilalari deyiladi, guruhlar uchun oxirgi vodorod atomlarida almashtirish natijasida hosil bo'ladi -NH 2 , -NHR yoki -NR" :

Azot atomidagi radikallar bilan almashtirilgan vodorod atomlari soniga qarab ( R ), aminlar birlamchi, ikkilamchi yoki uchinchi darajali deb ataladi.

Guruh -NH2 , birlamchi aminlar tarkibiga kiruvchi aminokislotalar deyiladi. atomlar guruhi >NH ikkilamchi aminlarda deyiladi imino guruhi.

Polikondensatsiya sxemasi adipik kislota va geksametilendiamin:

Anid (neylon) adipik kislotaning polikondensatlanish mahsuloti va geksametilendiamin.

442-topshiriq
Qanday birikmalar aminokislotalar deb ataladi? Eng oddiy aminokislota formulasini yozing. Aminokaproik kislotaning polikondensatsiyasi sxemasini tuzing. Hosil bo'lgan polimer nima deb ataladi?
Yechim:
Aminokislotalar birikmalar deyiladi, ularning molekulasi ikkalasini ham o'z ichiga oladi amin(-NH2) va karboksil guruhlari(-COOH). Ularning eng oddiy vakili aminoasetik kislota (glitsin): NH2-CH2-COOH.

Aminokaproik kislota polikondensatsiyasi sxemasi:

Aminokaproik kislotaning polikondensatsiya mahsuloti deyiladi kapron (perlon). Kimdan kapron tabiiy tolalardan kuchliroq bo'lgan tolalarni oling. Ushbu tolalar kiyim-kechak, avtomobil va samolyot shinalari ishlab chiqarishda, bardoshli va chirimaydigan baliq ovlash to'rlari va jihozlari, arqon buyumlari va boshqalarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Bu kristall modda bo'lib, Tmelt = 68,5 - 690 S. Suvda, spirtda, efirda va boshqa organik erituvchilarda yaxshi eriydi. Kislotalarning suvdagi eritmalari gidrolizga olib keladi: e - ami-

nokaproik kislota. 230 - 2600 S gacha qizdirilganda oz miqdorda suv, spirt, aminlar, organik kislotalar ishtirokida polimerlanadi va poliamid smola hosil qiladi.

ly. Bu keng ko'lamli ishlab chiqarish mahsulotidir.

ō-Dodekalaktam (laurinlaktam) 1,3-butadiendan ko'p bosqichli sintez orqali olinadi.

3CH2

Laurin laktam kristall moddadir, Tmelt = 153 - 1540 C, spirtda, benzolda, asetonda yaxshi eriydi, suvda yomon eriydi. U qizdirilganda poliamidga polimerlanadi, ammo

polimerizatsiya e-kaprolaktamga qaraganda yomonroq kechadi. (Laurik yoki dodekanoik kislota - CH3 (CH2) 10 COOH.)

4.2. Poliamidlarni olish usullari Poliamidlar odatda polikondensatsiya polimerlari guruhiga kiradi, ya'ni. polimerlar,

polikondensatsiya reaksiyalari natijasida chiqariladi. Bunday topshiriq unchalik to'g'ri emas,

chunki bu turdagi polimerlarni ham polikondensatsiya, ham polimerizatsiya yo'li bilan olish mumkin

monomerlarning ajralishi. Polikondensatsiya natijasida ō-aminokarboksilik kislotalardan poliamidlar hosil bo'ladi

(yoki ularning efirlari), shuningdek dikarboksilik kislotalar (yoki ularning efirlari) va diaminlardan. Asosiy polimerizatsiya usullari lakta-gidrolitik va katalitik polimerizatsiyadir.

mov ō-aminokislotalar. Usulni tanlash xom ashyo bazasining imkoniyatlari va talablar bilan belgilanadi -

mos keladigan poliamidning xususiyatlariga mi.

Sanoatda poliamidlar to'rtta asosiy usulda olinadi:

Dikarboksilik kislotalar yoki ularning efirlarining organik diaminlar bilan geteropolikondensatsiyasi

n HOOCRCOOH + n H2 NR"NH2

N H2 O

- dikarboksilik kislota xloridlarining organik dia- bilan geteropolikondensatsiyasi

- gomopolikondensatsiyaō-aminokarboksilik kislotalar (aminokislotalar) yoki ularning efirlari;

N H2 O

- aminokislota laktamlarining polimerizatsiyasi.

katalizator

n (CH2 )n

HN(CH2)n CO

4.3. Poliamid yorlig'i Poliamid markalash tizimi ishlab chiqarish usuli va kimyoviy moddalarga asoslangan

tuzilishi. Bir qator poliamidlar, ayniqsa aromatiklar, o'z nomlariga ega

ishlab chiqaruvchi firmalar tomonidan taqdim etiladi.

Alifatik poliamidlar uchun "poliamid" so'zidan keyin (xorijiy adabiyotda "neylon")

dumaloq) keyin vergul (yoki nuqta) bilan ajratilgan bir yoki ikkita raqam. Agar poliamid bitta monomerdan (aminokislota yoki laktam) sintez qilinsa, bitta raqam qo'yiladi,

monomerdagi uglerod atomlari soniga mos keladi. Masalan, poliamiddan olingan

e-kaprolaktam yoki e-aminokaproik kislotadan, "poliamid 6" deb ataladi; aminoantik kislotadan polimer - "poliamid 7", aminodekanoik kislotadan polimer -

"poliamid 11". Texnik adabiyotlarda "poliamid" so'zi ko'pincha "PA" qisqartmasi yoki "P" harfi bilan almashtiriladi. Keyin yuqoridagi belgilar "PA-6", "PA-11", "P-7" sifatida taqdim etiladi. Vergul bilan ajratilgan ikkita raqamning tarkibi poliamid diaminni dikarboksilik kislota yoki uning hosilalari bilan polikondensatsiya qilish orqali olinganligini ko'rsatadi.

O'nli kasr oldidagi raqam (raqam) diamindagi uglerod atomlari sonini ko'rsatadi; kasrdan keyingi raqam (raqam) - ishlatilgan kislota yoki uning hosilasidagi uglerod atomlari soni. Masalan, "Polyamid 6,6" geksametilendiamin va adipik kislotadan olingan; "Polyamid 6.10" -

geksametilendiamin va sebasik kislotadan. E'tibor bering, vergul (yoki nuqta)

ikkita raqamni ajratish yo'qolishi mumkin. Shunday qilib, Davlat standarti 10539 - 87

polida geksametilendiamin va yog 'kislotasidan olingan poliamidni, "Olingan poliamid610" amidlarida bo'lgani kabi belgilash buyuriladi. alifatik aminlar va aromatik kislotalardan olingan chiziqli tuzilish elementi molekuladagi uglerod atomlari sonini ko'rsatadigan raqam bilan ko'rsatiladi.

kule va kislotalarning aloqasi ularning nomlarining bosh harfi bilan belgilanadi. Masalan, poliamid

geksametilendiamin va tere-ftalik kislotadan olingan, "poliamid" deb ataladi.

Poliamid sopolimerlarning nomlari ko'rsatkichli alohida polimerlarning nomlaridan iborat

qavs ichida foiz tarkibi (adabiyotda qavs o‘rniga defis qo‘llangan). Birinchi ko'rsatilgan poliamid, u kopolimerda ko'proq. Masalan, ism-

"Polyamid 6.10 / 6.6 (65:35)" yoki "Polyamid 6.10 / 6.6 - 65/35" sopolimer ko-

65% poliamid 6.10 va 35% poliamid 6.6 dan tayyorlangan. Ba'zi hollarda soddalashtirilgan belgi qo'llaniladi. Masalan, P-AK-93/7 yozuvi sopolimerning 93% AG tuzi va 7% ō-kaprolaktamdan tayyorlanganligini bildiradi (bu erda "A" AG tuzini, "K" - kaprolaktamni bildiradi).

Rossiyada standartlashtirilgan ushbu belgilarga qo'shimcha ravishda, texnik va ma'lumotnoma adabiyotlarida firmalar tomonidan kiritilgan alohida turlar va brendlarning tegishli nomlari bo'lishi mumkin.

lyamidlar. Masalan, "Technamid", "Zytel-1147" va boshqalar.

4.4. Alifatik poliamidlarni ishlab chiqarish Bugungi kunga qadar sintez qilingan ko'plab poliamidlardan eng amaliysi

qiziqishlari quyidagilardir:

Poliamid 6 (poli-e-kaproamid, polikaproamid, kapron, neylon qatroni, neylon-6,

kaprolon B, kaprolit),

Poliamid 12 (poli-ō-dodekanamid),

Poliamid 6,6 (polieksametilen adipamid, anid, neylon 6,6),

Poliamid 6.8 (polieksametilensuberinamid),

Poliamid 6.10 (polieksametilen sebakinamid),

6 va 12 poliamidlar texnikada mos keladigan laktamlarni polimerlash yo'li bilan olinadi. Os-

tal poliamidlar geksametilendiamin va ikki asosli kislotalarning polikondensatsiyasi jarayonida hosil bo'ladi.

4.4.1. Laktamlarning polimerizatsiyasi Poliamid 6 va poliamid 12 asosan shu tarzda olinadi.

4.4.1.1. Poliamid 6

Poliamid 6 yoki polikaproamid e-kaprolaktamning polimerizatsiyasi natijasida olinadi.

laktam halqasini ochishga yordam beruvchi gidrolitik moddalar yoki katalizatorlarning yo'qligi. Suv ta'sirida polimerlanish jarayoni gidrolitik polimerlanish deyiladi.

tion. e-kaprolaktamning katalitik (anion yoki katyonik) polimerlanishi ishqoriy yoki kislotali katalizatorlar ishtirokida boradi.PA-6 ning asosiy miqdori kaprolaktamning gidrolitik polimerlanishi natijasida olinadi.

e-kaprolaktamning gidrolitik polimerizatsiyasi suv ta'sirida oqadi, sol-

xandaq kislotalari, tuzlar yoki laktam siklining gidrolizlanishiga olib keladigan boshqa birikmalar. Ta'lim-

Poliamidning kamayishi ikki bosqichda davom etadi. Jarayonning kimyosini sxema bilan ifodalash mumkin:

H2 N(CH2 )5COOH

HN(CH2 )5CO

Jarayonning birinchi bosqichi kaprolaktamning aminokaproik kislotaga gidrolizlanishi jarayonning eng sekin bosqichi bo'lib, uning umumiy tezligini cheklaydi. Shuning uchun, in

Suvda kaprolaktamning polimerlanishi katalizatorlar ishtirokida amalga oshiriladi. Bular ko'pincha aminokaproik kislotaning o'zi yoki AG tuzi (geksametilen adipat, adi-

pinik kislota va geksametilendiamin - HOOC (CH2)4 COOH H2 N(CH2)6 NH2), bunda reagentlar qat'iy ekvimolekulyar nisbatlarda bo'ladi.

Olingan poliamidning makromolekulasi erkin terminal karboksil va aminokislotalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun u halokatli reaktsiyalarga va keyingi polikondensatsiyaga moyil bo'ladi.

qayta ishlash jarayonida qizdirilganda. Barqarorroq mahsulot olish uchun bu guruhlar reaksiya massasiga monofunksional moddalar - spirtlar, kislotalar yoki aminlar kiritish orqali bloklanishi mumkin. Stabilizator yoki regulyator deb ataladigan bunday birikmalar

yopishqoqlik, oxirgi guruhlar bilan reaksiyaga kirishadi va shu bilan polimerni barqarorlashtiradi, uning keyingi reaktsiyalarga kirish qobiliyatini cheklaydi. Bu imkoniyatni ta'minlaydi

stabilizator miqdorini o'zgartirib, molekulyar og'irligi va yopishqoqligi ma'lum bo'lgan polimerni olish

tirbandlik. Stabilizator sifatida sirka va benzo kislotalari tez-tez ishlatiladi.

Gidrolitik polimerlanish teskari jarayon bo'lib, muvozanat holati haroratga bog'liq. Reaksiyani 230 - 2600 S harorat oralig'ida o'tkazishda mo-

soni va hosil bo'lgan poliamiddagi oligomerlar 8 - 10% ni tashkil qiladi. Bunday haroratlarda barcha reagentlar va poliamid atmosfera kislorodi bilan faol oksidlanishi mumkin. Shuning uchun jarayon yuqori darajadagi tozalash bilan quruq azotning inert atmosferasida amalga oshiriladi.

Polimerizatsiya jarayoni davriy yoki doimiy sxemalar bo'yicha turli dizayndagi uskunalar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Shaklda. 3-rasmda ustun tipidagi reaktorda uzluksiz usulda PA 6 ni ishlab chiqarish sxemasi ko'rsatilgan. Buklanishning texnologik jarayoni

U xom ashyoni tayyorlash, e-kaprolaktamni polimerlash, polimerni sovutish, uni maydalash, yuvish va quritish bosqichlaridan iborat.

Xom ashyoni tayyorlash kaprolaktamni 90 - 1000 S da alohida apparatda eritishdan iborat.

aralashtirish bilan 3 daraja. 6-apparatda AG tuzining 50% li suvli eritmasi tayyorlanadi. Tayyorlash -

Tayyorlangan suyuqliklar 2 va 5 filtrlar orqali 1 va 4 dozalash nasoslari orqali doimiy ravishda etkazib beriladi.

reaktor 7 ning yuqori qismiga (taxminan 6 m balandlikdagi gorizontal teshikli ustunli)

yuqoridan pastgacha harakat qilganda reagentlar oqimining turbulentligiga hissa qo'shadigan mi metall qismlar). Reaktor kurtka qismlari orqali dinil (difenil va difenil efirning evtektik aralashmasi) bilan isitiladi. Ustunning o'rta qismidagi harorat taxminan 2500 S,

pastki qismida - 2700 S gacha. Kolonnadagi bosim (1,5 - 2,5 MPa) azot va pa- bilan ta'minlanadi.

hosil bo'lgan suvning rami.

Polimerizatsiya komponentlarni aralashtirgandan so'ng darhol boshlanadi. reaktsiya paytida chiqariladi

va AG tuzi bilan kiritilgan suv bug'lanadi. Uning bug'lari ustun bo'ylab ko'tarilib, turbulentlikka va reaksiya massasining aralashishiga yordam beradi va ular bilan kaprolaktam bug'larini o'z ichiga oladi.

Kolonnadan chiqqandan so'ng, bug 'aralashmasi ketma-ket qayta oqim kondensatorlariga 8 kiradi

va 9. Birinchisida kaprolaktam kondensatsiyalanadi, ustunga qaytadi. Quyultirilgan -

Ikkinchisida tozalash uchun suv bug'lari chiqariladi. Ustundagi monomer konvertatsiyasi taxminan 90% ni tashkil qiladi.

Kaprolaktam

tozalash uchun

Guruch. 3. Uzluksiz usulda poliamid 6 (polikaproamid) ishlab chiqarish sxemasi:

1, 4 - dozalash nasoslari; 2, 5 - filtrlar; 3 - kaprolaktam erituvchi; 6 - AG tuzini eritish apparati; 7 - ustunli reaktor; 8, 9, - muzlatgichlar; 10 - kesish mashinasi; 11 - kir yuvish mashinasi; 12 - filtr; 13 - vakuumli quritgich; 14 - aylanadigan sug'orish tamburi.

Olingan erigan polimer tirqishli matritsa orqali siqib chiqariladi.

aylanuvchi sovuq yuzasida lenta shaklida ustunning pastki qismi

sug'orish tamburining 14 aniq suvi sovutiladi va hidoyat va tortish rulolari yordamida silliqlash uchun kesish mashinasi 10 ga kiradi.

ekstraktor 11. Yuvishdan keyin past molekulyar birikmalarning tarkibi kamroq

1,5%. Yuvilgan maydalagich 12 filtrdagi suvdan ajratiladi va vakuumli quritgichda quritiladi.

13 125 - 1300 S da namlik miqdori 0,2% dan ko'p bo'lmagan.

Anion polimerizatsiyasi e-kaprolaktam eritma yoki eritilgan holda amalga oshirilishi mumkin.

polimerning erish nuqtasidan past haroratlarda raqamlar.

katalizator

n (CH2 )5

HN(CH2 )5CO

Polimerizatsiya aralashmasidan tashkil topgan katalitik tizim ishtirokida amalga oshiriladi

talizator va faollashtiruvchi. Ishqoriy metallar va ularning gidroksidlari katalizator sifatida xizmat qilishi mumkin.

karbonatlar, boshqa birikmalar. Texnologiyada asosan natriy tuzi e ishlatiladi - kapro-

natriyning laktam bilan o'zaro ta'siridan hosil bo'lgan laktam.

(CH2)5

1/2 H2

N-Na+

Bu tuz laktam bilan oson reaksiyaga kirishib, N-atsil hosilasini hosil qiladi, unga qo'shiladi

laktam bilan bog'lanib, poliamid zanjirini keltirib chiqaradi va tugagunga qadar uning oxirida qoladi

monomer iste'moli.

(CH2)5

(CH2)5

(CH2)5

N-Na+

N-CO-(CH2)5 - NH

Aktivatorlar (kokatalizatorlar) reaktsiyani tezlashtirishga yordam beradi. Ularning sifati bo'yicha

Laktamning N-atsil hosilalari yoki laktamni asillash qobiliyatiga ega birikmalar ishlatiladi.

u erda polimerizatsiya sharoitida (karboksilik kislota angidridlari, efirlar, izosiyanatlar va boshqalar). ostida

bunday tizim ta'sirida e-kaprolaktamning polimerizatsiyasi induksiya davrisiz davom etadi.

atmosfera bosimida va 140 da tugaydi -

1800 C da 1 - 1,5 soat monomer konversiyasi 97 - 99%.

Kaprolaktam

Bunday "yumshoq" sharoitlar va polimerizatsiya tezligi

uni reaktorlarda emas, balki shakllarda amalga oshirishga imkon bering,

kelajakdagi mahsulotlarning konfiguratsiyasi va o'lchamlariga ega bo'lish.

Anion polimerizatsiyasining yana bir afzalligi

bir tekis taqsimlangan poliamidlarni olish imkoniyati

kaprolaktam

o'ralgan sferulit strukturasi, siqilish chig'anoqlarisiz

vinolar, teshiklar, yoriqlar va boshqa nuqsonlar.

e-kaprolaktamning anion polimerizatsiyasi usuli

e-kaprolaktamning natriy tuzi ishtirokida eritiladi

va aktivator "yuqori tezlikda polimer" deb nomlangan.

zation ” va hosil bo'lgan polimer nomi bilan ataladi

Isitish shkafida

to'kilgan yoki kaprolon B. Bundan tashqari, ishlatiladi-

kaprolit ishlab chiqarish:

1 - dozalash pompasi; 2 - reaktor

sarlavha "poliamid blok" O'z tayinlash

kaprolaktamning natriy tuzini ishlab chiqarish; 3-

filtr; 4 - erituvchi; 5 - mikser kapro

poli-e-ning nomi

N-asetilkaprolaktam bilan laktam; 6 - oldin -

zirovochny nasos; 7 - mikser; 8 - shakl

kaproamid, kaprolon B ning kimyoviy tuzilishga ega bo'lganligi bilan izohlanadi.

amid 6, undan xossalari bilan keskin farq qiladi. U (5-jadval) yuqori quvvatni ko'rsatadi

ness, qattiqlik, issiqlikka chidamlilik, kamroq suv singishi va boshqalar.

Bu tushuntirilgan, ichida

kaprolitning molekulyar og'irligi biroz kattaroq, ikkinchidan, ko'proq tartiblangan

tuzilishi. Kaprolon B olish quyidagilarni o'z ichiga oladi (4-rasm).

xom ashyoni tayyorlash bosqichlari, aralash

komponentlar va polimerizatsiya.

Xom ashyoni tayyorlash bosqichida kaprolaktam eritiladi va

idishdagi azotli atmosferada salbiy bosim ostida yaxshilab quritiladi

aralashtirgich bilan yozing 4.

Filtrlangandan keyin bu eritmaning yarmi appa-da aralashtiriladi.

natriy tuzini tayyorlash uchun hisoblangan metall natriy miqdori bilan

e-kaprolaktam, ikkinchi yarmi esa - 5-apparatda kokatalizator (N - ase-) bilan aralashtiriladi.

tilkaprolaktam). 135 - 140 0 S haroratli har ikkala eritma (eritma) nasos yordamida dozalanadi.

mi 1 va 6 ni kerakli nisbatda tez aralashtirgich 7 ga soling, bu erdan aralash quyma qoliplarga tushadi, uning quvvati 0,4 - 0,6 m3 ga etadi. To'ldirilgan qoliplar polimerizatsiya uchun isitish shkaflarida 1,0 - 1,5 soat davomida asta-sekin o'sib borishi bilan o'rnatiladi.

harorat 140 dan 1800 S gacha. Keyin polimerli qoliplar asta-sekin xona haroratiga qadar sovutiladi.

harorat va polimer to'qimalari ulardan chiqariladi. Monomerni yuvishda quyidagilar zarur:

bu erda hech qanday qiziqish yo'q, chunki uning tarkibi 1,5-2,5% dan oshmaydi.

e-kaprolaktamning yuqori tezlikda polimerizatsiyasi katta o'lchamli va qalin devorli yoki nostandart tayyor mahsulotlarni, shuningdek, mexanik ishlov berish yo'li bilan tayyorlanadigan quyma buyumlarni olish uchun ishlatiladi.

4.4.1.2. Poliamid 12

Poliamid 12 (poli-ō-dodekanamid yoki neylon 12) sanoatda usullar bilan olinadi.

ō-dodekalaktamning gidrolitik va anion polimerizatsiyasi.

N H2 O

Gidrolitik polimerizatsiya suv va kislota ishtirokida amalga oshiriladi (adipik,

ortofosforik). Bu usul bilan neylon 12 olish texnologiyasi poliamid 6 ni sintez qilish texnologiyasiga o'xshaydi.Poliamid 12 ning xossalari 5-jadvalda keltirilgan.

ō-dodekalaktamning anion polimerlanishi ham e-kaprolaktamnikiga o'xshaydi.

Pastroq haroratlarda polimer yuqori molekulyar og'irlikka ega, bir xil rivojlangan sferulitik tuzilishga ega va natijada fizikaviy kuchaygan holda hosil bo'ladi.

mexanik xususiyatlar.

4.4.2. Geksametilendiamin va dikarbon kislotalarning polikondensatsiyasi Dikarbon kislotalar va diaminlardan yoki aminokislotalardan poliamidlar usul bilan olinadi.

muvozanatli polikondensatsiya. Yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerni sintez qilish uchun bu kerak

dimo bir nechta asosiy shartlarni bajaradi. Ulardan biri polikondensatlanish reaksiyalarining qaytaruvchanligi bilan bog'liq. Shu sababli, etarli darajada yuqori molekulyar og'irlikdagi polimer hosil bo'ladi

amalga oshirish orqali erishilgan suvni o'z vaqtida va to'liq olib tashlash bilangina mumkin

vakuumda yoki quruq inert gazning reaksiya massasi orqali uzluksiz oqim bilan jarayon.

Bundan tashqari, reaksiya davom etar ekan, reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyasi va jarayon tezligi kamayib borishini hisobga olish kerak. Reaksiya tezligini oshirishning odatiy usuli haroratni oshirishdir. Biroq, 3000 C dan yuqori poliamidlar sezilarli darajada parchalana boshlaydi.

qasam iching. Shuning uchun etarli konvertatsiyaga erishish uchun muddatni oshirish kerak

reaktivlarning aloqa kuchi. Shunday qilib, hosil bo'lgan poliamidlarning molekulyar og'irligi jarayonning davomiyligi bo'yicha ularning shakllanishi vaqtida nazorat qilinishi mumkin.

Harorat va vaqt omillaridan tashqari, yuqori molekulyar og'irlikni olish uchun

Liamid reagentlarning qat'iy ekvimolekulyarligini talab qiladi. Ulardan birining ortiqcha bo'lishi, hatto 1% ichida ham, polimer zanjirlarining shakllanishiga olib keladi, ularning uchlarida bo'ladi.

ortiqcha reagentning bir xil funktsional guruhlari. Diaminning ko'pligi bilan oxirgi guruhlar NH2 guruhlari va ortiqcha kislota bilan COOH guruhlari bo'ladi. Bu zanjirning tarqalish reaktsiyasini to'xtatadi. Ekvimolekulyarlikka foydalanish orqali erishiladi

kislotalar va diaminlarning o'zlari emas, balki ularning kislota tuzlari likondensatsiyasi. Bunday tuzlarni tayyorlash hisoblanadi

Bu polikondensatsiya orqali poliamid sintezi jarayonlarining mustaqil bosqichidir. Ishlatilgan

tuzlarning polikondensatsiyasi uchun ion bir qator afzalliklarga ega: tuzlar zaharli emas, oson kristallanadi.

lizinglanadi, diaminlardan farqli o'laroq, uzoq muddatli saqlashda xossalari deyarli o'zgarmaydi

nii, maxsus saqlash sharoitlarini talab qilmaydi.

Reagentlarning teng molekulyarligini ta'minlash nazariy jihatdan olib kelishi kerak

cheksiz katta molekulyar og'irlikdagi polimer hosil bo'lishi. Biroq, sanoat amaliyotida, reagentlarning bir qismi muqarrar ravishda yo'qolishi va yon reaktsiyalarning o'tishi tufayli, bunda

funktsional guruhlar kirishi mumkin, polimerlarning molekulyar og'irligi 10 000 - 50 000 oralig'ida.

4.4.2.1. Poliamid 6.6

Poliamid 6,6 (polieksametilen adipamid, P-66, neylon 6,6, anid) poli-

geksametilendiamin va adipik kislotaning kondensatsiyasi.

HN(CH) NHCO(CH) CO

N H2 O

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

... .

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

issiq...... .. .. ...... .. . .... .............

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

..... ..

...... .

..... ....

sovuq

Poliamid

5-rasm. Poliheksametilendiadimamid (poliamid 6.6) ishlab chiqarish sxemasi:

1 - santrifuga; 2 - eritmadan tuzni ajratish apparati; 3 - tuz olish uchun apparat; 4 - avtoklav reaktori; 5 - muzlatgich; 6 - kondensat kollektori; 7 - kesish mashinasi; 8 - quritgich; 9 - sovutish vannasi

Jarayonning birinchi bosqichi adipik kislota tuzi va geksametilendiamin sintezidir.

ustida (AG tuzlari). Tuz eritmasi qizdirilgan apparatda 3 20% ni aralashtirish orqali hosil bo'ladi.

adipik kislotaning tanol eritmasi geksametilendiaminning metanoldagi 50 - 60% eritmasi. 2-apparatda massa sovutilganda eritmadan metanolda yomon eriydigan AG tuzi ajralib chiqadi. Uning kristallari santrifugada 1 ona suyuqlikdan ajratiladi, quritiladi va ishlatiladi.

polikondensatsiya uchun ishlatiladi. Tuz - oq kristall kukun, Tmelt = 190 - 1910 C,

suvda oson eriydi, quruq va suvli eritmalar shaklida saqlanganda barqaror.

AG tuzidan poliamid 6,6 ni sintez qilish jarayoni polimerlanish jarayonidan unchalik farq qilmaydi.

e-kaprolaktam. Eng muhim xususiyat - bu polikonning ko'tarilgan harorati

zichliklar. Optimal reaksiya tezligi 270 - 2800 S da erishiladi. Bu holda reaksiya deyarli oxirigacha davom etadi va muvozanatga erishgach, tarkibida 1% dan kam monomerlar va past molekulyar birikmalar bo'lgan polimer hosil bo'ladi. Molekulyar vazn taqsimoti ancha tor. Muhim polidispersiyaning yo'qligining sababi - bu yon tomonlar.

harorat va past molekulyar og'irlikdagi fraktsiyalar ta'sirida sodir bo'ladigan tizimli jarayonlar. Avvalo, yuqori molekulyar fraktsiyalar yo'q qilinadi. Ko'proq uchun -

ularning tijorat polimerida mavjudligini faolroq cheklash, ular reaktsiya massasiga qo'shiladi -

poliamino- terminal guruhlari bilan reaksiyaga kirisha oladigan barcha monofunksional birikmalar

Ha. Poliamid 6 sintezida bo'lgani kabi, bunday stabilizator birikmalari (yopishqoqlik regulyatorlari)

suyaklar) sirka, benzoy kislotasi bo'lishi mumkin. Bu birikmalar nafaqat molekulani cheklaydi

Polimerning hosil bo'lishi paytida uning molekulyar massasi, balki uning yopishqoqligining doimiyligiga ham hissa qo'shadi.

uni qayta ishlash jarayonida polimer eritmasi, ya'ni. qayta eritilganda, bu keyingi polikondensatsiyaga olib kelishi mumkin.

Polikondensatsiya avtoklavda azotli atmosferada 1,5 - 1,9 MPa bosimda amalga oshiriladi.

4-avtoklavga AG tuzi, sirka kislotasi qo‘shilishi (har mol tuz uchun 0,1 - 0,2 mol) va

ko'ylak orqali apparati dinil bilan 2200 S ga qadar isitiladi. Bundan tashqari, 1,5 - 2 soat davomida qorong'i.

Harorat asta-sekin 270 - 2800 S gacha ko'tariladi. Keyin bosim atmosfera bosimiga tushadi va qisqa ta'sirdan keyin yana ko'tariladi. Bunday bosim o'zgarishlari takrorlanadi

bir necha marta. Bosimning pasayishi bilan polikondensatsiya paytida hosil bo'lgan suv qaynaydi

eriydi va uning bug'lari qo'shimcha ravishda polimer eritmasini aralashtiradi. Avtoklavdan chiqadigan suv bug'i muzlatgichda 5 kondensatsiyalanadi, kollektorda 6 yig'iladi va tozalash tizimlariga chiqariladi.

kanalizatsiya drenajlari. Jarayon oxirida (6-8 soat) qolgan suv vakuum ostida chiqariladi,

va qurilmadan shpinner orqali poliamid eritmasi lenta shaklida vannaga 9 siqib chiqariladi.

4.4.2.2. Poliamidlar 6.8 va 6.10

Bu poliamidlar geksametilendiaminning polikondensatsiyasi va tegishli ki-

ning ishlab chiqarish texnologiyasiga o'xshash texnologiyalardan foydalangan holda uyasi (suberik va sebacic).

diamid 6.6.

Reaksiyaga kislotalar va diamin ularning tuzlari shaklida kiritiladi.

Ushbu poliamidlardan hozirgacha faqat poliamid 610 amaliy qiziqish uyg'otadi,

chunki suberik kislota ishlab chiqarish uning murakkabligi bilan cheklangan.

6.8 va 6.10 poliamidlarning xossalari 5-jadvalda keltirilgan.

Aralash poliamidlar polikondensatsiyaga turli komponentlar kiritilganda xuddi shunday tarzda ishlab chiqariladi, masalan, AG va kaprolaktam tuzlari, AG, SG tuzlari va kaprolak-

4.4.3. Diaminlar va dikarboksilik kislota xloridlarining polikondensatsiyasi

Bu usul karboksilik kislota xloridlarining narxi oshishi sababli alifatik poliamidlar uchun sanoatda keng qo'llanilmagan. Shunga qaramasdan,

ko'pgina aromatik poliamidlarni, xususan, fenilon va Kevlar sintezi uchun yagona hisoblanadi.

4.5. Alifatik poliamidlarning xususiyatlari va qo'llanilishi Alifatik poliamidlar oqdan och kremgacha bo'lgan qattiq, shoxga o'xshash mahsulotlardir.

harakatlanuvchi rang, tor harorat oralig'ida erish (5-jadval). Tor intervallar

erish nuqtasi qiymatlari past polidisperslik va yuqori konsentratsiyani ko'rsatadi

Kristal fazadagi polimerlardagi tortishishlar. Uning tarkibi 60 - 80% ga yetishi mumkin va bog'liq

makromolekulalar tuzilishi bo'yicha elaklar. Muntazam alifati-

kal gomopoliamidlar, ularning o'ziga xos xususiyati makro- tarkibidagi tarkibdir.

faqat bitta kislota va bitta diaminning radikallari molekulasi. Bular, masalan, poliamid 6,

poliamid 6,6, poliamid 6,10. Mahsulotlardagi materialning kristallik darajasi sharoitlarga ta'sir qiladi

uni qayta ishlash, issiqlik bilan ishlov berish rejimi, namlik va maxsus qo'shimchalarga qarab. Ste-

aralash (ikki yoki undan ortiq monomerlardan olingan) poliamidlarning kristallik pog'onasi kamroq. Ular kamroq bardoshli, ammo elastikligi oshdi, shaffof.

Poliamidlarning yuqori erish nuqtalari makromolekulalar orasidagi kuchli vodorod aloqalari bilan izohlanadi. Bu bog'larning soni to'g'ridan-to'g'ri makromolekulada amid guruhlari soniga bog'liq va shuning uchun metilen guruhlari soniga teskari bog'liqdir. Vodorod aloqalari boshqa barcha xususiyatlarni katta darajada aniqlaydi. dan -

bu erda: metilen va amid guruhlarining nisbati ham eruvchanlikka, ham suvga chidamliligiga ta'sir qiladi

suyak, va fizik-mexanik va boshqa ko'rsatkichlar bo'yicha.

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

CH 3 -H 2 O CH 3

glitsin alanin glitsilalanin peptid aloqasi

(gli-ala)

Di-, tri-, .... polipeptidlar polipeptidni tashkil etuvchi aminokislotalar nomi bilan ataladi, ularda radikal sifatida barcha kiruvchi aminokislotalar - bilan tugaydi. loy, va oxirgi aminokislota nomi o'zgarmagan holda eshitiladi.

Qatronlar e - aminokaproik kislotaning polikondensatsiyasi yoki kaprolaktamning (laktam e - kaproik kislota) polimerizatsiyasi natijasida olinadi. kapron:

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

kaprolaktam polikaprolaktam (kapron)

Ushbu qatron sintetik neylon tolalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Sintetik tolaning yana bir misoli enant.

Enant enantik kislotaning poliamididir. Enant 7-aminogeptan kislotaning polikondensatsiyasi natijasida olinadi, u ichki tuz shaklida reaksiyaga kirishadi:

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

Enant sintetik tola ishlab chiqarishda, "sun'iy" mo'yna, teri, plastmassa va boshqalar ishlab chiqarishda ishlatiladi Enant tolalari yuqori mustahkamlik, yengillik va elastiklik bilan ajralib turadi.

Mavzu bo'yicha bilimlarni o'z-o'zini nazorat qilish uchun testlar: "Aminokislotalar"

1. Birikmani sistematik nomenklaturaga ko‘ra nomlang

CH 3 - CH - COOH

A) 2-aminopropanoik kislota

B) a-aminopropion kislota

C) a-alanin

D) 2-aminopropion kislotasi

2. Tarixiy nomenklatura bo‘yicha birikmani ayting

CH 3 - CH - CH - COOH

A) a-amino - b- metilbutirik kislota

B) a-metil - b- aminobutirik kislota

C) 2-amino-3-metilbutan kislotasi

D) 2-metil-3-aminobutanoik kislota

3. Alanin H NH 2 seriyasiga tegishli

4. Reaksiya mahsulotlari quyidagilardir

CH 2 - COOH PCl 5 B

NH2 NH3 C

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

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

C) A: CH 2 - COONa; B: CH 2 - COOH; C:CH-NH2

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

NH 2 N + H 3 Cl - NH 2

5. Reaksiya mahsulotlari quyidagilardir

CH 2 - COOH CH 3 Br B

NH2 CH3COCl C


HNO 2 D

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

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

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

NH 2 NH 2 NH-COCH 3; Oh

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

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

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

NH 2 NH 2 NH - COCH 3 OH

6. a-Aminokislotalar qizdirilganda hosil bo'ladi

A) laktamlar

B) ketopiperazinlar

C) laktonlar

D) laktidlar

7. qizdirilganda b-aminokislotalar hosil bo'ladi

A) to'yinmagan kislotalar

B) ketopiperazinlar

C) laktamlar

D) laktonlar

8. g-aminokislotalar qizdirilganda hosil bo'ladi

A) laktamlar

B) to'yinmagan kislotalar

C) laktidlar

D) laktonlar

9. Aminokislotalarning polikondensatsiyasi jarayonida.

A) peptidlar

C) piperazinlar

D) polienlar

10. Oqsil molekulalaridagi peptid bog'lanish hisoblanadi

11. Polikondensatsiya polimerlanishdan farq qiladi:

A) Past molekulyar og'irlikdagi qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lmaydi

B) Past molekulyar og'irlikdagi qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lishi

C) Oksidlanish

D) Emirilish

12. A-aminokislotalarga sifatli reaksiya c reaksiya hisoblanadi:

A) ningidrin

B) a-naftol

13. Streker-Zelinskiy sintezidagi reaksiya mahsulotlari nomlanadi:

CH 3 HCN NH 3 2 HOH (HCl)

CH = O A B C

A) A-a-oksinitril butirik kislota; B- butir kislotasining a-aminonitril; C-

D, L -alanin;

B) A-a-oksinitril propion kislotasi; Aminopropion kislotaning B-a-aminonitril;C-D, L-alanin;

C) Valerik kislotaning A-a-gidroksinitrili; Valerik kislotaning B-a-aminonitril;

C-D, L - treonin;

D) A-a-oksinitril propion kislotasi; Propion kislotasining B-a-aminonitril; C-

D, L - alanin.

14. Transformatsiyalar zanjiridagi moddalarni ayting:

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

CH 2 - H2O LEKIN - H2O DA - CH3COOH FROM - C2H5OH D

malonik efir

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

–NaCl E - CH3COOH, VA - CO2 V

–2C2H5OH

A) A-nitrosomalon efiri; B - oksimalonik efir; C-N-asetiloksimalonik efir; D-Na-N-asetiloksimalonik efir; E-izobutil-N-asetiloksimalonik efir; G-izobutiloksimalonik efir; 3-izoleysin;

C) A-nitrosomalon efiri; B - iminomalonik efir; C-N-asetilliminomalon efiri; D-Na-N-asetiliminomalon efiri; E-izobutil-N-asetilliminomalon ester; G-izobutiliminomalonik efir; 3-treonin;

C) A-nitrosomalon efiri; B-aminomalonik efir; C-N-asetilaminomalon efiri; D-Na-N-asetilaminomalon efiri; E-izobutil-N-asetilaminomalon ester; G- izobutilaminomalon efir; Z-leysin;

D) A-oksimmalonik efir; B - nitrosomalon efiri; C-N-asetilnitrosomalon efiri; D-Na-N-asetilnitrosomalon efiri; E-izobutil-N-asetilnitrosomalon efir; G-izobutilnitrosomalon efiri; Z-valin.

UGLEODLAR

Uglevodlar tabiatda keng tarqalgan organik moddalarning katta guruhidir. Bular glyukoza, saxaroza, kraxmal, tsellyuloza va boshqalar.

Har yili sayyoramizdagi o'simliklar uglerod miqdori 4 * 10 10 tonnaga teng bo'lgan uglevodlarning katta massasini yaratadi. Oʻsimliklarning quruq moddasining 80% ni uglevodlar, 20-30%ini esa hayvon organizmlari tashkil qiladi.

"Uglevodlar" atamasi 1844 yilda K. Shmidt tomonidan taklif qilingan, chunki bu moddalarning aksariyati formulaga mos keladi. C n (H 2 O) m. Masalan, glyukoza molekulasi C 6 H 12 O 6 formulasiga ega va 6 ta uglerod atomiga va 6 ta suv molekulasiga teng. Keyinchalik, bu tarkibga mos kelmaydigan uglevodlar topildi, masalan, deoksieksoz (C 6 H 10 O 5), ammo bu atama bugungi kungacha saqlanib qolgan.

Uglevodlar ikkita katta guruhga bo'linadi - bu oddiy uglevodlar yoki monosaxaridlar (monozlar), gidrolizga uchramaydigan moddalar, masalan, glyukoza, fruktoza. Tabiatda pentozalar va geksozalar ko'proq uchraydi. Ikkinchi guruhga murakkab uglevodlar kiradi, ular gidrolizlanganda monosaxaridlar beradi. Murakkab uglevodlar, o'z navbatida, oligosaxaridlar va polisaxaridlarga bo'linadi. Oligosakkaridlar ikki dan o'ntagacha monoza qoldiqlaridan iborat. "Oligos" tarjimada "oz" degan ma'noni anglatadi. Eng oddiy oligosakkaridlar disaxaridlar (biozlar), ikkita monoza qoldig'idan iborat. Masalan, saxaroza C 6 H 12 O 6 ikkita monoza qoldiqlaridan iborat: glyukoza va fruktoza. Uchta monoza qoldiqlaridan tashkil topgan oligosakkaridlar triozalar, to'rttalari tetraozalar va hokazolar deyiladi. Polisaxaridlar (poliozlar) monozalardan ularning polikondensatsiyasi natijasida hosil bo'ladi.Ya'ni poliozlar geterozanjirli polimerlar yoki biopolimerlar bo'lib, monomerlari monozlardir. Geterozanjirli polimerlar o'z zanjirida nafaqat uglerod atomlarini, balki kislorod atomlarini ham o'z ichiga oladi, masalan:

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

Uglevodlar

Muammoni hal qilishga misollar

Makromolekulyar birikmalarni olishning ikkita asosiy usuli mavjud: polimerizatsiya va polikondensatsiya.

Polimerizatsiya- ko'p bog'lanishning uzilishi tufayli davom etadigan monomer molekulalarining ulanish reaktsiyasi.

Polimerizatsiya umumiy sxema bilan ifodalanishi mumkin:

bu erda R - o'rnini bosuvchi, masalan, R \u003d H, - CH 3, Cl, C 6 H 5 va boshqalar.

n - polimerlanish darajasi.

Konjugatsiyalangan qo'sh bog'lar (alkadienlar-1,3) bilan alkadienlarning polimerizatsiyasi 1,4 yoki 1,2 pozitsiyalarda qo'sh bog'lanishlarni ochish orqali amalga oshiriladi, masalan:

Eng qimmatli polimerlar (kauchuklar) Ziegler-Natta katalizatorlari ishtirokida 1,4-holatda stereoregular polimerlanish orqali olinadi:

Kauchuklarning xossalarini yaxshilash uchun stirol, akrilonitril va izobutilen bilan birgalikda 1,3-butadien va izoprenning polimerizatsiyasi amalga oshiriladi. Bunday reaksiyalar sopolimerlanish deyiladi. Masalan,

bu erda R = - (butadien - stirol kauchuk),

R \u003d -C º N (butadien - nitril kauchuk).

Polikondensatsiya - past molekulyar mahsulotlarni (suv, ammiak, vodorod xlorid va boshqalar) yo'q qilish bilan birga di yoki ko'p funksiyali birikmalardan makromolekulalar hosil bo'lish reaktsiyasi.

Faqat bitta monomer ishtirok etgan polikondensatsiya gomopolikondensatsiya deyiladi. Masalan,

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

7-gidroksiheptan polimeri

kislota (monomer)

6-aminogeksanoik kislotaning gomopolikondensatsiyasi natijasida

(e-aminokaproik kislota), kapron polimeri olinadi.

Turli funktsional guruhlarni o'z ichiga olgan ikkita monomer ishtirokidagi polikondensatsiya geteropolikondensatsiya deyiladi. Masalan, ikki asosli kislotalar va ikki atomli spirtlar orasidagi polikondensatsiya poliesterlarning hosil bo'lishiga olib keladi:

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

Adipik kislota va geksametilendiaminning geteropolikondensatsiyasi natijasida poliamid (neylon) olinadi.

1-misol

Molekulyar og'irligi 350 000 bo'lgan PVX makromolekulasiga nechta struktura birligi (n) kiradi?



M m polimer = 350000

Strukturaviy bog'lanishlar sonini aniqlang - (n).

1. Reaktsiya sxemasi:

2. Elementar birlikning molekulyar massasini toping

uning tarkibini tashkil etuvchi elementlarning atom massalarini qo'shish orqali - 62,5.

3. (n) ni toping. Biz elementar birlikning molekulyar og'irligini ajratamiz: 3500: 62,5 = 5600

Javob: n = 5600

2-misol

Bu reaksiyaning mexanizmini (kationik polimerlanish) hisobga olgan holda sulfat kislota ta’sirida izobutilen dimer va trimer hosil bo‘lish sxemasini yozing.

Bunday polimerlanish jarayonini birinchi marta A.M. Butlerov sulfat kislotaning izobutilenga ta'siri ostida.

Bu holda zanjirning uzilishi protonning (H +) yo'q qilinishi natijasida yuzaga keladi.

Reaksiya protonni ushlab, gidroniy kationini hosil qiluvchi suv ishtirokida sodir bo'ladi.

Nazorat vazifalari

191. Qanday polimerlar termoplastik, termoset deb ataladi?

192. Stirolning sopolimerlanish reaksiyasi tenglamasini yozing

C6H5–CH=CH2 va butadien CH2=CH–CH=CH2. Sopolimerizatsiya mahsuloti qanday xususiyatlarga ega va u qayerda ishlatiladi?

193. Propilenni polimerlanish reaksiya tenglamalarini yozing

CH2=CH–CH3 va izobutilen H2C=C–CH3.

194. Adipin kislota HOOC(SH2)4COOH va geksametilendiamin NH2(SH2)6NH2 ning polikondensatsiyalanish reaksiyasi tenglamasini yozing. Qanday mahsulot hosil bo'ladi, u qanday xususiyatlarga ega va qayerda ishlatiladi?

195. Qanday uglevodorodlar dienlar deyiladi? Misollar keltiring. Dien uglevodorodlarining umumiy formulasi qanday? Dien uglevodorodlaridan birining polimerlanish sxemasini tuzing.

196. Qanday birikmalar aminlar deb ataladi? Adipik kislota va geksametilendiaminning polikondensatlanish sxemasini chizing. Ushbu reaksiya natijasida hosil bo'lgan polimer qanday nomlanadi?

197. Polimerlanish darajasi 200 ga teng bo‘lsa, PVX ning molekulyar og‘irligini hisoblang.Vinilxloridning polimerlanish reaksiya tenglamasini yozing.

198. Qanday birikmalar aminokislotalar deb ataladi? Eng oddiy aminokislota formulasini yozing. Aminokaproik kislotaning polikondensatsiyasi sxemasini tuzing. Ushbu reaksiya natijasida hosil bo'lgan polimer qanday nomlanadi?

199. Aminokaproik kislota NH2(CH2)5COOH dan kapron va adipin kislota COOH(CH2)4COOH va geksametilendiamin NH2(CH2)6NH2 dan neylon olish reaksiya tenglamalarini yozing.

200. Izopren bilan ifodalangan uglevodorodlar qanday nomlanadi? Izopren va izobutilenning sopolimerlanishi sxemasini tuzing.