Файл: Баранов К.Н. Химия полимеров и их физико-химические свойства.pdf

11. Хлоропреновый каучук

Особый вид синтетического каучука, обладающий высокой прочностью, эластичностью и стойкостью к топливам и маслам, является хлоропреновый каучук. Он получается .полимеризацией

костью, .высокой стойкостью к действию химических реагентов, а также газонепроницаемостью.

Все эти свойства дают ему преимущества перед натуральным каучуко,м при применении для некоторых видов технических из­ делий.

12. Полиформальдегид

Обладая свойствами ненасыщенных соединений, альдегиды, в особенности муравьиный альдегид или формальдегид, находят широкое применение при выработке некоторых видов полимер­

ЗСН20 -э- (СН20)з, из которого выпрессовываются так на­ зываемые формалиновые лепешки под названием параформа. При нагревании в сухом виде они снова дают газообразной фор­ мальдегид, который может полимеризоваться и в более крупные молекулы полимера по уравнению

Высокомолекулярный полиформальдегид представляет собой белый непрозрачный материал, легко поддающийся окраске, не­ растворимый в обычных органических растворителях, но разру­ шающийся под действием сильных кислот и щелочей. Темпера­ тура плавления его 175°. Изделия из .полиформальдегида отли­ чаются повышенной механической прочностью, хорошими ди­ электрическими свойствами и низким коэффициентом трения по стали. В связи с этим из полиформальдегида изготовляют шестерни, зубчатые передачи, подшипники и другие детали ма­ шин, приборов и аппаратов. Полиформальдегид .применяют также для получения волокон и очень прочных пленок.

20

13. Полиметилметакрилат (органическое стекло)

Большое практическое значение имеет продукт полимериза­ ции метилового эфира метакриловой кислоты (метилметакоилата) — полиметилметакрилат. Взаимодействие метакриловой кислоты с метиловым спиртом приводит к образованию слож­ ного эфира по уравнению

СН2= С —С—[ОН + н |0 —СН3-^Н,0 +СН 2= С —С—О—снд

Наличие двойной связи в молекуле обусловливает склонность молекул данного .вещества к реакции полимеризации, которая схематически может быть выражена уравнением:

Реакция полимеризации протекает под влиянием тепла или све­ та и при участии инициатора. Получающееся вещество назы­ вается полиметилметакрилатом или «органическим стеклом». Образующийся полимер бесцветный, прозрачный в больших тол­ щинах обладает хорошей светостойкостью, морозостойкостью, склеивается, сваривается, шлифуется, хорошо обрабатывается. Растворяется в ряде органических растворителей (уксусная ки­ слота, дихлорэтан и др.). «Органическое стекло» является тех­ нически ценным материалом и имеет практическое применение в авиастроении. «Органическое стекло» хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи. По проницаемости для ультрафиолето­ вых лучей оно близко к кварцу.

14. Нитрон или орлон — полиакрилнитрильное волокно

Нитрилами называются соединения, содержащие нитрильную группу. Для осуществления реакции полимеризации необхо­ димо, чтобы нитрильная группа была соединена с ненасыщенным углеводородным радикалом. В частности, таким соединением является акрилонитрил СН2 = СН — С = N. Акрилонитрил яв­ ляется исходным продуктом для получения специальных бензо- и маслостойких синтетических каучуков и синтетических воло­ кон. Реакция полимеризации акрилонитрила изображается схемой:

21

Отличительными особенностями полиакриднитрильных волокон являются: высокая стойкость к действию света и атмосферы* прочность и эластичность.

15. Реакция поликонденсации. Фенолформальдегидная смола

Химический синтез высокомолекулярных соединений может быть осуществлен не только методом полимеризации, но и по­ ликонденсации.

Реакции образования больших молекул из молекул с мень­ шим молекулярным весом, протекающие с образованием новых связей между углеродными атомами отдельных молекул и очень часто с выделением воды или других простых молекул, назы­ ваются реакциями конденсации, или, точнее, поликонденеации.

Реакцию поликонденсации можно рассмотреть на примере образования фенолформальдегидной смолы. В результате про­ цесса поликонденеации могут быть получены фенолоформальдегидные смолы с весьма различными свойствами, что зависит от ряда факторов (относительных количеств фенола и альдеги­ да, Рн среды, температуры и др.).

Получаемые продукты реакции поликонденеации фенола с формальдегидом, в зависимости от свойств, которыми они обла­ дают, подразделяют на два вида. Одни из них называют новолаками или новолачными смолами, которые растворимы в неко­ торых растворителях и обратимо размягчаются при нагревании. Другие, называемые резолами или резольными смолами, при на­ гревании отвердевают необратимо. Это различие объясняется тем, что в новолаках образуются линейные (цепные) макромо­ лекулы, а в резолах между цепями образуются в некотором ко­ личестве и поперечные связи, причем последующее нагревание приводит к дальнейшему развитию этих связей и образованию пространственного каркаса (сетки) из углеродных атомов с пре­ вращением полимера в твердый продукт (резит).

Схематически реакцию поликонденеации фенола е формаль­ дегидам можно представить как реакцию, протекающую по сле­ дующим стадиям. Вначале образуется ароматический оксибен-

охсибензиловый спирт

22

Дальнейшее направление реакции будет зависеть от соотно­ шения фенола и альдегида.

При избытке фенола оксибензиловый спирт в кислой среде тотчас же вступает в реакцию с фенолом:

диоксидифенилметан

Образовавшийся диоксидифенилметан вновь реагирует с фор­ мальдегидом как и фенол, так реакция ступенчатого характера продолжается до обрыва цепи.

Строение конечного продукта, называемого новолачной смо­ лой, можно выразить следующим образом:

При избытке же формальдегида, в щелочной среде, вначале об­ разуется в резольной смоле то же линейный полимер следую-

23

I

СН2ОН, где п = 6 -4- 7.

Пии дальнейшей переработке и нагревании линейные молекулы полимера образуют поперечные связи между собой, в результате чего получается пространственная структура, как это изображе­ но на следующей схеме:

24