Простые и сложные полиэфиры. Пентапласт

1. Полиэфиры

2. Простые полиэфиры

Полиэфиры простые - гетероцепные полимеры, содержащие в основной цепи
регулярно повторяющиеся группировки С—О—С.
Алифатические полиэфиры простые включают: полиацетали [—CHR—О—] ,
где R = Н или алкил; полимеры алкиленоксидов [—(сн2)x—о—]n, у
которых атом Н в цепи может быть замещен; сополимеры алкиленоксидов друг
с другом (формула I), с ацеталями (II) или виниловыми мономерами (III)
CH2
CH2
O
x
O
y
n
m
CH2
CHR
O
x
O
n
m
CH2
x
CH2CHX
O
m
(X = Н или к.-л. заместитель)
n

3. Простые полиэфиры

Циклические полимеры, получаемые из бициклич. алкиленоксидов и
диэпоксидов
CH2
CH2
x
CH2
CHO
CH2CH
CH
OCH2CH
x
O
y
n
n
Ароматические полиэфиры простые - полиариленоксиды - имеют общую
формулу [ ОАr—]n или [—ОАrОАr'—]n, где Аr и Аr'
Rx
R
Rx
x
X
(R = Н, алкил, алкенил, галоген, фенил; Х-электроноакцеп-торная или
электронодонорная группа; х = 1, 2).

4. Свойства

Для полиэфиров простых алифатического ряда характерны низкие
температуры стеклования и плавления (от -70 до 0°С и 40-180 °С
соотв.)
С увеличением длины углеводородного фрагмента
между атомами О полиалкиленоксидов снижаются
температуры плавления и плотность, возрастает эластичность.
Введение дополнительной группы СН2 в мономерное
звено полиметиленоксида приводит к снижению tпл
Введение в алифатическую цепь ароматических колец резко
повышает температуры плавления и стеклования полимеров.
Незамещенные алифатические полиэфиры простые хорошо
растворимы в органических растворителях

5. Полифениленоксиды

Полифениленоксиды - незамещенные и замещенные
ароматические простые полиэфиры общей формулылы
[—OC6H4-xRx—]n, где R-алкил, галоген, фенил, аллил (x = 0, 1, 2).
Это твердые термопластичные
бесцветные полимеры преимущественно линейного строения, за
исключением галоген- и монометилзамещенных
полифениленоксидов, имеющих разветвленное строение.
Полифениленоксиды нерастворимы в воде, растворимы в полярных
ароматических и хлорированных углеводородах, ТГФ, диоксане и
апротонных биполярных растворителях; устойчивы в
растворахрах щелочей, минеральных кислот и солей, в среде
перегретого пара, стойки при радиоактивном облучении, к
действию микроорганизмов, разрушаются в алифатических
углеводородах.

6. Получение

Основные методы – окислит. дегидрополиконденсация замещенных
фенолов и п-галогенфенолов по схемам:
Rx
n
OH
+
Rx
n
2
O2
H
O
H
+
H O
2
n
Rx
n Hal
Rx
OM
Hal
O
H
n
(М – щелочной металл)
+
MHal

7. Применение

Его применяют как конструкционный и электроизоляционный материал в
автомобилестроении, электронике, электро-, радио- и сантехнике, хирургии,
хим. машиностроении (из него изготовляют детали автомобилей, корпуса
хим.насосов и электромоторов, детали стиральных машин и высокочастотной
изоляции радарных установок, типографские матрицы, печатные схемы,
рукоятки мед. инструментов, детали протезов, трансплантаты и др.). Кроме
того, его используют как пленкообразующее защитных лакокрасочных
материалов.
Запчасти для самовсасывающий
эжекторный насос

8. Пентапласт

Пентапласт (пентон) — бесцветный термопластичный
линейный полимер, простой полиэфир Молекулярная масса полимера
достигает 250000— 400000. Содержание хлора 45,5%.
При нагревании до 285 °С пентон размягчается, но не деструктируется.
Пентон стоек к действию большинства органических растворителей. Он
растворяется только в циклогексаноне и хлорбензоле, а также в кипящем
диоксане и диметилформамиде (выше 110°С), но три охлаждении растворов
ниже 60 °С полностью из них осаждается. Стоек к действию
концентрированных минеральных кислот при нагревании до 100 °С, но
разрушается в кислотах окисляющего действия. Для повышения химической
стойкости пентон часто наполняют тонкодисперсными наполнителями,
например оксидом хрома.
CH2Cl
O
CH2
C
CH2
CH2Cl
n

9. Получение пентапласта

Полимеризацией 3,3-бис(хлорметил)оксациклобутана получают полимер,
выпускаемый под названием пентапласт или пентон.
Исходным сырьем для его получения служит
3,3-дихлорметилоксациклобутан, синтез которого из пентаэритрита
осуществляется в две стадии. Сначала гидрохлорированием
пентаэритрита в среде уксусной или масляной кислоты (при 80—140 °С в
течение 6—8 ч) получают трихлоргидрин, который обрабатывают 20%-ным
водным раствором щелочи при 90—95 °С; далее мономер полимеризуется в
соответствующий полимер:
C(CH2OH)4
3HCl, RCOOH
3H O
2
CH2
NaOH
HOCH2(CH2Cl)3
CH2
CH2Cl
CH2
C
CH2
CH2Cl
C(CH2Cl)2
O
-NaCl, -H O
2
O
n

10. Применение

Пентон применяют для нанесения
антикоррозионных покрытий на
химическую аппаратуру и трубы,
для изготовления литьевых
изделий с жесткими допусками
(усадка при литье 0,3—0,5%). При
футеровке крупногабаритных
аппаратов используется
листовой пентапласт, который
наклеивается на поверхность
полярным клеем с последующей
сваркой шва.

11. Полиэфиры сложные

Полиэфиры сложные - гетероцепные полимеры, общие формулы
которых [ (O)CRC(O)-OR'O—]n и [-RC(O)-O-]n, где R и R
двухвалентные органические радикалы.
Это высоковязкие жидкости, либо твердые аморфные или
кристаллические вещества, чаще всего нерастворимы в воде,
растворимы в орг. растворителях.
Алифатические полиэфиры сложные обычно хорошо растворимы в
хлорированных углеводородах, бензоле, диоксане, ацетоне,
этилацетате;
ароматические
в
крезолах,
хлороформе,
тетрахлорэтане,
нитробензоле.
Температуры
размягчения
алифатических
и
ароматических полиэфиров сложных лежат в областях соотв. от -50
до 100 °С и 200-400 °С.

12. Химические свойства

Вступают во все характерные для сложных эфиров реакции
( гидролиз, алкоголиз, ацидолиз), приводящие к обмену и(или)
деструкции макромолекул. Полиэфиры сложные более устойчивы к
воздействию водных растворов минер. кислот, чем щелочей; могут быть
отверждены взаимодействием с эпоксидными соединениями,
ненасыщенные полиэфиры сложные отверждают сополимеризацией с
винильными мономерами (чаще со стиролом).
O
R
+
C
OR`
O
H O
2
R
C
+
C
OR`
O
R``OH
R`OH
+
R`OH
OH
O
R
+
R
C
OR``

13. Получение

1) Полиэтерификация
2)Неравновесная поликонденсация солей дикарбоновых
кислот с алкиленгалогенидами.
3)Миграционная полимеризация кетонов с диолами:
O
nO
C
CHRCH
C
O
+
n HOR`OH
OCCH2RCH2C
OR`O
4)Полимеризация и сополимеризация циклических соединений
nR
CO
O
t
ORCO
n
n

14. Получение

COO
R`
nR
O
t
OCRC
OR`O
COO
O
CO
nR
O
+
CHR`
n H2C
t
OCRC
CO
OCH2CH(R`)O
O
O
CO
nR
O
CO
n
+
n R`
O
CO
O
n
+
OCRC
OR`O
n
n CO2

15. Полиэтилентерефталат

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, ПЭТ, лавсан, майлар) — твёрдое,
бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии и белое,
непрозрачное в кристаллическом состоянии. Переходит в прозрачное
состояние при нагреве до температуры стеклования и остаётся в нём при
резком охлаждении и быстром проходе через т. н. «зону кристаллизации».
Прочен, износостоек, хороший диэлектрик. Нерастворим в воде
и органических растворителях. Неустойчив к кетонам, сильным кислотам и
щелочам.
O
O
O
O
n

16. Получение

n HOOC
COOH
+
O
HOOC
C
OCH2CH2
n CH2
CH2
OH
OH
-H O
2
O
O
C
C
OCH2CH2OH
n -1

17. Применение

В России используют для изготовления пластиковых ёмкостей различного
вида и назначения (в первую очередь, пластиковых бутылок). В меньшей
степени применяется для переработки в волокна, плёнки, а также литьём в
различные изделия. В мире ситуация обратная: большая часть ПЭТФ идет на
производство нитей и волокон. Многообразно применение в
машиностроении, химической промышленности, пищевом оборудовании,
транспортных и конвейерных технологиях, медицинской промышленности,
приборостроении и бытовой технике.

18. Применение

Геотекстиль Лавсан
Утеплитель металлизированный Лавсан

19. Майлар

Майлар — торговая марка компании DuPont для плёнки на основе
синтетического полиэфирного волокна (лавсана).В 1960-х майлар
вытесняет целлофан благодаря механической прочности и теплостойкости.
Уникальные характеристики майлара открыли ему дорогу в сферу магнитных
аудио- и видеоносителей, конденсаторной диэлектрики, упаковочных
технологий и изготовления электролитических батарей.
Металлизированный майлар.
Толщина 32 слоев: 0,45 мм
Майларовый пленочный
конденсатор.

20. Глифталевые смолы

Глифталевые смолы являются наиболее распространенными
разновидностями полиэфирных (алкидных) смол и представляют
собой продукты поликонденсации глицерина с фталевым
ангидридом. Для различных нужд производят смолы в чистом и в
модифицированном виде.

21. Свойства

В чистом виде глифталевые смолы применяются редко из-за ряда
недостатков: хрупкости, ограниченной растворимости, склонности к
гелеобразованию, несовместимости со многими компонентами
лаков. Для их отверждения необходима высокая температура и
большая выдержка. Основное применение имеют глифталевые
смолы, модифицированные различными добавками. Они обладают
лучшей растворимостью в органических растворителях,
совместимостью с другими пленкообразующими веществами. В
качестве модифицирующих веществ применяются растительные
масла, жирные и смоляные кислоты. Глифталевые смолы
отличаются высокими электроизоляционными свойствами и
хорошей водостойкостью, имеют повышенную теплостойкость до
150 С°.

22. Получение. Немодифицированные смолы

HOOC
COOH
+
HO
CH2
CHOH
CH2OH
O
HOOC
C
OCH2
CHOH
CH2OH
+
H O
2

23. Получение. Модифицированные смолы

HOOC
CH2OH
COOH
+
CHOH
+
RCOOH
CH2OH
O
HOOC
C
OCH
+
CHOH
CH2OOC
R
2H O
2

24. Применение

Применяются при изготовлении глифталевых лаков и эмалевых красок
холодной и горячей сушки, а также при изготовлении нитролаков и
нитрокрасок. При маркировке упаковок лакокрасочных материалов на основе
глифталевой смолы применяется буквенное обозначение ГФ.

25. Нитроцеллюлоза

Нитроцеллюлоза (нитроклетчатка) — групповое название химических
соединений, азотнокислых сложных эфиров целлюлозы с общей формулой
[C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x] n, где х — степень замещения(этерификации), а n —
степень полимеризации. Нитроцеллюлоза — волокнистая рыхлая масса белого
цвета, по внешнему виду похожа на целлюлозу.

26. Получение

Лучшим сырьём для производства нитроцеллюлозы считаются длинноволокнистые
сорта хлопка ручной сборки. Хлопок машинной сборки и древесная целлюлоза содержат
значительное количество примесей, усложняющих подготовку и снижающих качество
продукции. Нитроцеллюлозу получают действием на очищенную, разрыхлённую и
высушенную целлюлозу смесью серной и азотной кислот, называемой нитрующей смесью:
Получения тринитроцеллюлозы в лабораторных условиях:
CH2 OH
CH2 ONO2
O
OH
+
O
OH
n
3n HNO3
O
ONO2 O
ONO2
+
n
3n H O
2

27. Применение

•Бездымный порох
•Взрывчатые вещества. В 1885 году была впервые получена смесь
нитроцеллюлозы с нитроглицерином, названная «гремучий студень».
•В индустрии развлечений для производства быстросгорающих предметов в
реквизите артистов-фокусников.
•Нитроцеллюлозные мембраны используют для гибридизации нуклеиновых
кислот.
•Плёнкообразующая основа нитроцеллюлозных лаков, красок, эмалей.

28. Применение

•Ранее использовалась как подложка фото- и киноплёнки. в связи с
горючестью была вытеснена ацетилцеллюлозой и лавсаном.
•Целлулоид. До сих пор лучшие шарики для настольного тенниса
производятся из нитроцеллюлозы.
•Нитроцеллюлозные мембраны для иммобилизации белков.

29. Природные полиэфиры. Янтарь

Янтарь — окаменевшая ископаемая смола,
затвердевшая живица древнейших хвойных деревьев верхнемелового
и палеогенового периодов. Используется для
изготовления ювелирных, бижутерии; в небольших количествах
используется также в фармацевтике и парфюмерии, в пищевой, химической
и электронной промышленности.

30. Природные полиэфиры. Шеллак

Шеллак — природная смола, экскретируемая самками ряда родов
насекомых-червецов семейства Kerriidae, паразитирующими на деревьях
в Индии и странах Юго-Восточной Азии. Сбор корки лака происходит в
июне и ноябре. После его подвергают измельчению, промывке и сушке для
получения сыпучей лаковой массы. Позже лак, помещённый в парусиновые
мешки с добавкой 2—3 % сульфида мышьяка, расплавляют над огнём
древесного угля. Расплавленный лак продавливают сквозь парусину, после
чего ещё раз плавят, и отливают в прямоугольные формы. Путём вытяжки из
прямоугольных брусков получают готовые пластины шеллака

31. Применение

Шеллак используется для изготовления лаков, изоляционных материалов,
в фотографии. До изобретения винила в 1948 году шеллак использовался
для производства грампластинок. Применяется в пиротехнике как горючее
вещество для сигнальных огней, трассирующих боеприпасов.
Шеллак съедобен и используется в качестве глазури для покрытия таблеток,
конфет и пр. (обозначается в составе как пищевая добавка Е-904).