Реакция полимеризации. Производство полиэтилена

1.

Реакция полимеризации.
Производство полиэтилена

2.

Основные принципы полимеризации
Типы полимеризации
Простая полимеризация – мономеры соединяются
без выделения побочных продуктов (например,
полимеризация этилена в полиэтилен).
Поликонденсация – происходит с выделением
низкомолекулярных побочных продуктов (например,
воды при синтезе нейлона).
Условия и факторы, влияющие на полимеризацию
1. Температура и давление.
2. Природа инициатора или катализатора.
3. Концентрация мономера и растворителя.
4. Вязкость среды и условия перемешивания.
Цепная полимеризация (радикальная)
Цепная (или последовательная) полимеризация
происходит через активные центры, такие как радикалы,
ионы или комплексы. Радикальная полимеризация —
наиболее распространённый тип цепной полимеризации.
Этапы радикальной полимеризации
1. Инициация – образование активных радикалов (чаще
всего под действием инициаторов, например, перекиси
бензоила или AIBN).
2. Рост цепи – радикалы присоединяют мономеры,
образуя длинную полимерную цепь.
3. Обрыв цепи – реакции рекомбинации или
диспропорционирования завершают процесс.
Примеры полимеров, получаемых радикальной
полимеризацией
Полиэтилен (PE)
Полистирол (PS)
Поливинилхлорид (PVC)
Полиметилметакрилат (PMMA, оргстекло)

3.

Поликонденсация
Поликонденсация — это реакция, при которой
мономеры соединяются с образованием полимера и
выделением побочных низкомолекулярных продуктов
(например, воды, спирта, аммиака).
Требует высокой температуры и катализаторов.
Реакция идёт ступенчато, не требует инициаторов.
Полимерные цепи растут постепенно и могут иметь
разветвлённую структуру.
Примеры поликонденсационных полимеров
Полиэфиры (ПЭТ – полиэтилентерефталат)
Полиамиды (нейлон, капрон)
Фенолформальдегидные смолы (бакелит)
Особенности поликонденсации

4.

Характеристика
Цепная (радикальная)
Поликонденсация
Механизм
Реакция идёт через активные
центры (радикалы, ионы)
Ступенчатое присоединение
мономеров
Побочные продукты
Отсутствуют
Образуются (вода, спирты и др.)
Пример полимеров
Полиэтилен, ПВХ, полистирол
Полиэфиры, полиамиды,
фенолформальдегидные смолы
Контроль молекулярной массы
Сложный
Более точный
Условия
Может проходить при низких
температурах
Часто требует высокой
температуры и катализаторов

5.

Механизм полимеризации полиэтилена
1. Радикальная полимеризация (механизм цепного роста)
– LDPE
Этот процесс осуществляется при высоких температурах
(150–300°C) и давлениях (1000–3000 атм) в присутствии
инициаторов, таких как перекиси (например, пероксид
бензоила).
Стадии радикальной полимеризации:
1. Инициация
Инициатор (I) разлагается, образуя свободные радикалы: