2024_Лекция 4 Поликонденсация

1.

ЛЕКЦИЯ 4
1
Реакции поликонденсации
+
+
+
+
…
+
+
+
+
…
+
+
химический процесс получения
полимеров
в
результате
взаимодействия
функциональных
групп
многофункциональных
соединений
по ступенчатому механизму

2.

Классификация
2
По
наличию
или
отсутствию
низкомолекулярного вещества
ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ
выделяющегося
идет
с
выделением
низкомолекулярного вещества
x-M-x + y-M'-y x-M-M'-y + x-y
n CH2
CH2
OH
OH
H+
o
TC
ПОЛИПРИСОЕДИНЕНИЕ
CH2
CH2
O
n H2O
n +
идет
без
выделения
низкомолекулярного вещества
x-M-x + y-M'-y x-M-x-y-M'-y
NH2 R NH2
O=C=N R' N=C=O
диамин
диизоцианат
HO R OH
диол
O=C=N R' N=C=O
диизоцианат
NH R NH C NH R' NH C
O полимочевина O
n
O R O C NH R' NH C
O
полиуретан O
n

3.

По
типу
участвующих
в
реакции
поликонденсацию подразделяют на
мономеров
ГОМОПОЛИКОНДЕНСАЦИЮ (1 мономер)
поликонденсация,
в
которой
участвует мономер только одного
типа
простые полиэфиры n CH CH
2
2
OH
полиамиды n NH2
n NH2
o
H+
NH
o
R COCl
CH2
CH2
TC
H+
C
n H2O
n +
R
NH
R
TC
n HCl
n +
+
o
3
C
O
сложные полиэфиры n HO R COOH H
R COCl
n H2O
n +
O
o
n HO
O
TC
OH
R COOH
H+
TC
H+
o
TC
O
R
C
n
+ n H2O
O
O
R
C
O
n
+ n HCl

4.

4
СОПОЛИКОНДЕНСАЦИЮ (2 и более мономера)
поликонденсация двух или
более мономеров, способных
к гомополиконденсации
простые полиэфиры
OH R OH + OH R"
OH
O R O R"
n+
n H2O
R
C
n + n H2O
полиамиды
NH2
R COOH + NH2
R" COOH
NH
C
NH R"
O
NH2
R COCl + NH2
R" COCl
NH
R
C
O
O
NH R"
C
n + n HCl
O
Каждый
из
мономеров
может
участвовать
в
ГОМОПОЛИКОНДЕНСАЦИИ.
Мономеры можно брать в любых соотношениях и при этом
образуется высокомолекулярный полимер.

5.

5 ГЕТЕРОПОЛИКОНДЕНСАЦИЮ (2 и более мономера)
поликонденсация, в которой участвуют
мономеры,
содержащие
одинаковые
функциональные группы, не способные в
условиях данной реакции взаимодействовать
между собой.
Полимер образуется путем взаимодействия друг с другом молекул различных
мономеров этого типа, содержащих функциональные группы, способные
взаимодействовать друг с другом.
полиамиды
O
NH2
R
O
C
NH2 +
R'
C
Cl
H+, T
o
NH
R
NH
C
R'
C
HCl
n
Cl
O
O
сложные полиэфиры
O
HO
R
OH
+
O
C
OH
R'
C
H+, T o
O
R
O
C
R'
C
OH
O
O
n
H2O
По крайней мере один из мономеров не может участвовать в
ГОМОПОЛИКОНДЕНСАЦИИ.
Для получения высокомолекулярного полимера мономеры
следует брать в равных по молям количестве.

6.

По
топологии
образующихся
макромолекул
поликонденсацию подразделяют на
ЛИНЕЙНУЮ (бифункциональные мономеры)
6
поликонденсация,
в
ходе
которой образуются линейные
макромолекулы
n H2N
COOH
HN
C
O
n
ТРЕХМЕРНУЮ (полифункциональные мономеры)
поликонденсация мономеров,
содержащих
более
двух
реакционноспособных
функциональных групп
Какой полимер образуется, если взять би- и
трифункциональный или моно- и трифункциональный
мономеры?

7.

7
Для ответа на вопрос введем понятие средней
функциональности мономера
Функциональность мономера, f – число функциональных групп
в молекуле мономера, способных участвовать в реакции
поликонденсации.
Если в реакционной среде есть смесь мономеров А, В, С разной
функциональности fА, fВ, fС, то используют понятие средняя
функциональность fср.
Средняя функциональность смеси мономеров fср – это сумма всех
функциональных групп (функциональностей) исходных молекул,
деленная на количество всех молекул:
σ