Policondensarea este ... Reacția de policondensare: exemplu, proprietăți și recepție

Condensarea este baza pentru crearea materialelor sintetice din polimeri: clorură de polivinil, olefine. Atunci când se utilizează versiuni de bază ale monomerilor, este posibil să se obțină prin copolcondensare milioane de tone de substanțe polimerice noi. În prezent, există diferite metode care permit nu numai crearea de substanțe, ci și influența distribuției greutății moleculare a polimerilor.

Caracteristicile procesului

Reacția de policondensare este un procedeu de obținere a unui polimer prin aderarea treptată a moleculelor de monomeri polifuncționali unul la celălalt. În acest caz, sunt izolate produsele cu conținut molecular scăzut.

Se poate lua în considerare baza acestui proces substituție. Datorită izolării subproduselor, există diferențe în compoziția elementară a polimerului și a monomerului inițial.

Reacția de policondensare a aminoacidului este asociată cu formarea moleculelor de apă în timpul interacțiunii grupărilor amino și carboxil ale moleculelor învecinate. În acest caz, prima etapă a reacției este asociată cu formarea de dimeri, după care sunt transformate în substanțe moleculare înalte.

Reacția de policondensare, un exemplu despre care avem în vedere, se caracterizează prin capacitatea de a forma substanțe stabile în fiecare etapă. Dimerii, trimerii și polimerii produși prin interacțiunea aminoacizilor pot fi izolați în toate etapele intermediare din amestecul de reacție.

Deci, policondensarea este un proces pas cu pas. Pentru a continua, aveți nevoie de molecule de monomeri, care sunt compuse din două grupuri funcționale care pot interacționa unul cu celălalt.

Prezența grupărilor funcționale permite oligomerilor să reacționeze nu numai unul cu celălalt, ci și cu monomeri. Această interacțiune caracterizează creșterea lanțului de polimeri. Dacă monomerii inițiali au două grupări funcționale, lanțul crește într-o direcție, ceea ce duce la formarea de molecule liniare.

Policondensarea este o reacție, rezultatul căruia vor fi produse capabile de interacțiune ulterioară.

clasificare

Reacția de policondensare, un exemplu despre care poate fi scrisă pentru multe substanțe organice, oferă o idee despre complexitatea interacțiunii în curs de desfășurare.

În prezent, astfel de procese sunt, de obicei, clasificate în funcție de anumite criterii:

• tipul de conexiune între legături;
• cantitatea de monomeri care participă la reacție;
• mecanism de proces.

Care este diferența dintre reacția de policondensare pentru diferite clase de substanțe organice? De exemplu, poliamidele utilizează ca componente de pornire amine și acizi carboxilici. În timpul interacțiunii în trepte are loc între monomerii care formează moleculele de polimer și apă.

În esterificare, materiile prime sunt alcoolul și acidul carboxilic, iar condiția pentru prepararea esterului este utilizarea acidului sulfuric concentrat ca catalizator.

Cum apare policondensarea? Exemple interacțiuni sugerează că, în funcție de numărul de monomeri pot fi izolați și geteropolikondensatsiyu homo-. De exemplu, când homopolycondensation ca monomeri vor acționa ca material având grupări funcționale similare. În acest caz, condensarea este combinația substanțelor inițiale cu eliberarea apei. Ca un exemplu, reacția între câțiva aminoacizi, ca rezultat, care va forma polipeptida (molecula de proteină).

Mecanism de proces

În funcție de caracteristicile de curgere ale recuperat reversibil (echilibru) și ireversibil (neechilibru) policondensare. Această divizare poate fi explicat prin prezența sau absența unor reacții distructive care implică utilizarea unor procese moleculară scăzută, activitate diferită de monomeri, precum și să permită diferențele în factorii cinetice și termodinamice. Pentru aceste interacțiuni caracterizate prin constanta de echilibru scăzută, viteza mică a procesului, timpul de reacție, temperatură ridicată.

În multe cazuri, pentru procesele ireversibile, este caracteristică utilizarea monomerilor caracterizați prin reactivitate ridicată.

Vitezele de procesare ridicate utilizând un monomer de acest tip explică alegerea policondensării la temperatură scăzută și interfacială în soluție. Ireversibilitatea procesului se datorează temperaturii scăzute a amestecului de reacție, producției unei substanțe chimice cu activitate scăzută. În chimia organică există, de asemenea, astfel de variante de policondensare de neechilibru care curg în topitură la temperaturi ridicate. Un exemplu al unui astfel de proces este procesul de producție din dioli și derivați dihalogeni acizi dicarboxilici poliesteri.

Ecuația Carothers

Adâncimea policondensării este asociată cu îndepărtarea atentă a produselor cu greutate moleculară scăzută din mediul de reacție, care interferează cu schimbarea procesului către formarea unui compus polimeric.

Între adâncimea procesului și gradul de polimerizare există o relație care a fost combinată într-o formulă matematică. În reacția de policondensare, două grupuri funcționale și o moleculă de monomer dispar. Deoarece în timpul trecerii procesului se consumă o anumită cantitate de molecule, adâncimea reacției este legată de fracția grupărilor funcționale reacționate.

Cu cât este mai mare interacțiunea, cu atât este mai mare gradul de polimerizare. Adâncimea procesului este caracterizată de durata reacției, de magnitudinea macromoleculelor. Care este diferența dintre polimerizare și policondensare? În primul rând, natura fluxului, precum și viteza procesului.

Motive pentru oprirea procesului

Arestarea creșterii lanțului de polimeri este cauzată de diverse cauze chimice și fizice. Principalii factori care contribuie la stoparea procesului de sinteză a compusului polimeric identificat:

• creșterea vâscozității mediului;
• scăderea ratei procesului de difuzie;
• scăderea concentrației de substanțe interacționate;
• scăderea temperaturii.

Odată cu creșterea vâscozității mediului de reacție, precum și cu scăderea concentrației grupurilor funcționale, probabilitatea de coliziune a moleculelor scade, urmată de oprirea procesului de creștere.

Printre motivele chimice ale decelerării policondensării se numără:

• modificarea compoziției chimice a grupurilor funcționale;
• o cantitate disproporționată de monomeri;
• prezența în sistem a unui produs de reacție moleculară scăzută;
• echilibru între reacțiile directe și inverse.

Specificitatea cineticii

Reacțiile de polimerizare și policondensare sunt asociate cu o modificare a ratei de interacțiune. Analizarea proceselor cinetice de bază pentru procesul de exemplu poliesterificare.

Acid cataliză are loc în două etape. Mai întâi, se observă protonarea acidului, reactivul de pornire, cu un acid care servește ca catalizator.

În timpul atacului, reactivul grupului alcoolic descompune intermediarul în produsul de reacție. Pentru fluxul de reacție directă, este important să se îndepărteze în timp util moleculele de apă din amestecul de reacție. Treptat, viteza procesului scade, cauzată de o creștere a greutății moleculare relative a produsului de policondensare.

Dacă se folosesc cantități echivalente de grupări funcționale la capetele moleculelor, interacțiunea poate avea loc mult timp până când se creează o macromolecule gigantică.

Opțiunile procesului

Polimerizarea și policondensarea sunt procese importante utilizate în producția chimică modernă. Există mai multe metode de laborator și industriale pentru efectuarea procesului de policondensare:

• în soluție;
• în topitură;
• sub forma unui proces interfazic;
• în emulsie;
• pe matrice.

Reacțiile în topituri sunt necesare pentru prepararea poliamidelor și a poliesterilor. In general policondensarea echilibru în veniturile din topitură, în două etape. Prima interacțiune are loc sub vid, evitându-se astfel degradarea oxidativă termică a monomerilor și a produselor policondensare asigură încălzirea treptată a amestecului de reacție, îndepărtarea completă a produselor cu greutate moleculară mică.

Fapte importante

Majoritatea reacțiilor sunt efectuate fără utilizarea unui catalizator. Aspirarea topiturii în cea de-a doua etapă a reacției este însoțită de o purificare completă a polimerului, astfel încât nu este necesar să se efectueze în plus un proces laborios de reprecipitare. Nu ridicați brusc temperatura în prima etapă a interacțiunii, deoarece aceasta poate duce la o evaporare parțială a monomerilor, o încălcare a raportului cantitativ al reactivilor interacțioși.

Polimerizarea: trăsături și exemple

Acest procedeu se caracterizează prin utilizarea unui singur monomer inițial. De exemplu, printr-o astfel de reacție, polietilena poate fi obținută de la alchenă inițială.

O caracteristică a polimerizării este formarea de molecule mari de polimer, cu o cantitate predeterminată de repetarea unităților structurale.

concluzie

Prin policondensare, este posibil să se obțină mulți polimeri care sunt în cerere în diferite industrii moderne. De exemplu, rășinile fenol-formaldehidice pot fi izolate în timpul acestui proces. Interacțiunea dintre formaldehidă și fenol este însoțită de formarea unui compus intermediar (alcool fenol) în prima etapă. Apoi, are loc condensarea, conducând la formarea unui compus cu formula moleculară ridicată - rășină fenol-formaldehidică.

Produsul obținut prin policondensare și-a găsit aplicația în crearea unei varietăți de materiale moderne. Fenoplastele, care se bazează pe acest compus, au caracteristici excelente de izolare termică, deci sunt în cerere în construcții.

Poliesterii, poliamidele obținute prin policondensare, sunt utilizate în medicină, inginerie, producție chimică.