POLYMÉRY /
Makromolekulové látky
veľké molekuly vysoká M ( > 1000 g mol-1),
štruktúrne jednotky – monoméry,
100 až 1 000 atómov pospájaných kovalentnými väzbami.
Polyméry.
prírodné:
syntetické:
celulóza,
PVC, PE, PTFE, PET, PS...,
bielkoviny,
nylon, kapron...,
nevulkanizovaný,
syntetický kaučuk, guma...,
prírodný kaučuk...
150 000 000 t rok-1.
Syntetické makromolekulové látky – plasty.
dobré mechanické vlastnosti plastov izolačné a konštrukčné materiály (izolačné vrstvy vodičov,
tepelné izolanty,
gumárenský priemysel,
textilný priemysel,
obalové materiály)
Syntetické makromolekulové látky – štruktúra.
homopolyméry:
PVC
(− CH2−CHCl −)n
monomér
kopolyméry:
PET
monomér
monomér
Kopolyméry – štruktúra.
alternujúce
náhodné
sledové
-A-B-A-B-A-
-A-B-B-A-A-A-B-
-(A)m-(B)n-(A)o-(B)p-
Plasty – vlastnosti.
statické namáhanie
plastoméry
elastoméry
ohrev
termoplasty
reaktoplasty
(termosety)
guma
kaučuk
vulkanizácia
termoplast = lineárny alebo rozvetvený polymér, ktorý je
možné viacnásobne roztaviť,
proces ich tvrdnutia je reverzibilný,
po ochladení ich možno opäť zahriatim previesť na taveninu
a tvarovať.
termoset (reaktoplast) = taviteľný polymér zahrievaním sa
chemicky mení,
trojrozmerný zosietený polymér,
po vytvrdnutí nie je možné ho opätovne tvarovať.
Plasty – výroba.
polykondenzácia,
polymerizácia,
polyadícia.
Polykondenzácia.
 Polyreakcia, pri ktorej makromolekuly vznikajú
z nízkomolekulových východzích látok za súčasného
odštiepenia jednoduchých reakčných produktov:
Homopolykondenzácia len jeden druh východiskovej látky
obsahujúcej najmenej dve funkčné skupiny.
Heteropolykondenzácia dve najmenej dvojfunkčné východiskové
látky rozdielneho chemického charakteru.
polyesterové vlákna, PET
Polykondenzáciou vznikajú:
polyamidy
alifatické diamíny + dikarboxylové kyseliny,
polyestery
viacsýtne alkoholy + viacsýtne kyseliny,
reaktoplasty
fenolplasty, fenolformaldehydové živice
hydrátované formaldehydy + fenoly:
fenolplasty
novolaky (termoplasty)
rezoly (reaktoplasty)
zahrievanie + formaldehyd
rezitoly
rezity
Bakelit (rezit) –
najstaršia umelá
hmota (1909)
Polymerizácia.
 Polyreakcia, pri ktorej molekuly nenasýteného monoméru
sa zlučujú do väčšieho celku – polyméru reťazovým
mechanizmom bez vzniku vedľajšieho produktu!
 Polymér je násobkom molekuly monoméru.
 Zloženie polyméru je rovnaké ako zloženie pôvodného
monoméru:
Polymerizácia
katalyzátory organické aj anorganické látky,
polymerizačná schopnosť – závisí od druhu substituentov
a ich polohy vzhľadom na dvojitú väzbu.
Iniciátor látka vyvolávajúca polymerizáciu tým, že sa rozkladá
na radikály.
Aktivátor látka urýchľujúca polymerizáciu tým, že chemicky
reaguje s iniciátorom a urýchľuje jeho rozklad.
Regulátor látka ovplyvňujúca dĺžku polymérnych reťazcov.
Polymerizačný stupeň miera, ktorá udáva počet základných
stavebných jednotiek (monomérov) v reťazci polyméru (n).
Kopolymerizácia.
Polymerizácia:
Homopolymerizácia.
nenasýtený monomér
styrén
POLYSTYRÉN*
Polymerizáciou vznikajú:
polyetylén (PE):
vinylidénchlorid (PVDC):
polytetrafluóretylén (PTFE):
butadiénové kaučuky (BR):
polybutadién (PBD)
Homopolyméry
(− CH2−CH2 −)n
(− CH2−CCl2 −)n
(− CF2−CF2 −)n
(− CH2−CH=CH−CH2 −)n
Polybutadién + polystyrén = lepšia rázuvzdornosť
Polymerizáciou vznikajú:
polyvinylchlorid (PVC):
polystyrén (PS):
(− CH2−CHCl−)n
*
polypropylén (PP):
syntetické kaučuky:
chloroprénové (neoprén, 2-chlorbuta-1,3-diénové),
izoprénové (2-metylbuta-1,3-diénové),
silikónové...
Kopolyméry
(syntetické kaučuky):
styrénbutadiénové (SBR),
akrylátbutadiénové (ABR),
akrylátbutadiénstyrénové (ABS),
polyvinylacetát (PVAC),
polymetylmetakrylát (PMMA)
plexisklo.
vulkanizácia kaučukov:
⇒ fyzikálno-chemický proces,
⇒ pôsobením vulkanizačného činidla (síra, zlúčeniny S)
→ zosieťovanie kaučukov (plastický charakter) → guma (elastický
charakter).
PS
PTFE
PET
SILIKÓN
PE
Polymerizácia prebieha pomerne ťažko katalyzátory,
aktivátory reťazová (radikálová) reakcia,
regulátory ovplyvňujú dĺžku reťazca.
Radikálová polymerizácia:
R•
+
radikál
M→
RM•
monomér
RM• +
M→
P•
rastúci polymér
P•
+ n-2 M →
Pn•
Pn•
+
Pm• →
Pnm
konečný polymér
→ PE, BR, PTFE,
Aniónová polymerizácia:
→ PVC, PVAC, PMMA.
CH3COOC2H3
-I
Katiónová polymerizácia:
→ PP, PS
C6H5CH=CH2
+I
Polyadícia.
 polyreakcia, pri ktorej sa molekuly monomérov navzájom
spájajú bez vzniku vedľajšieho nízkomolekulového produktu,
 zloženie produktu = zloženie zmesi východiskových látok,
 stavba produktu ≠ stavba východiskových látok!
Polyadícia
O=N=C–CH2–(CH2)4–CH2–N=C=O +
hexán-1,6-diizokyanát
→
H–O–CH2–(CH2)2–CH2–O–H
bután-1,4-diol
POLYURETÁN
Download

prednaskaUdOCH6.pdf