Синтез полімерів реакцією поліконденсації
Реактиви і прилади : фенол, формалін, хлороводнева кислота (конц), розчин лугу (конц), розчин гексаметилендиаміну, 10 % розчин ацетату натрію або соди, розчин хлорангідриду адипінової кислоти ( або іншої двохосновної кислоти), бензин.
Круглодонна колба на 100 мл ( 2 шт..), хімічний стакан на 50 мл, обернений повітряний холодильник, водяна та пісочна баня, порцелянова чашка, пробірки, сушильна шафа
Дослід № 1.Отримання фенол-формальдегідної смоли.
Отримання новолачної смоли. В колбі з оберненим повітряним холодильником на 100 мл змішати 10г (1,05 моль) фенолу та 6,5 мл (0,75 моль) формаліну. Додати 2 краплі НСl(конц.). Нагрівати на водяній бані, перемішувати безперервно. При температурі 100 ° С починається реакція , розчин стає мутним та розшаровується.. Требе нагрівати ще 20-30 хвилин до початку застигання. Виливаємо в'язку масу в порцелянову чашу та нагріваємо на пісочній бані (150-200. ° С) доки виділяються бульбашки.
Прозору смолу виливаємо на залізний лист, охолоджуємо та знімаємо. Утворюється термопластична смола – ново лак, яка має лінійну будову.
Написати схему реакції поліконденсації фенолу та формальдегіду.
Отримання резольної смоли.
Ре зольні смоли, на відміну від новолачних, отримують за умов надлишку формальдегіду.
В маленьку колбу з скляною трубкою у якості оберненого холодильника змішують 4 г (0,
В маленьку колбу з скляною трубкою у якості оберненого холодильника змішують 4 г (0,42 моль) фенолу та 6 мл (0,5 моль) розчину формаліну. Додають 10 крапель NaOH (конц.) та нагрівають на водяній бані до розшарування рідини.На поверхні утворюється водяний шар, який треба злити. На дні залишається в'язка маса – ре зольна смола. Виливаємо її в чашу або пробірку та ставимо в сушильну шафу (130 ° С). Висушуємо до отримання золотистої твердої маси – резину, полімеру з просторовою будовою.
Написати реакцію утворення просторової структури.
Дослід № 2. Отримання поліамідного полімеру.
Поліаміди мають гарні фізико-механічні показники та використовуються для виробництва синтетичного волокна та пластмас.
Незалежно від природи вихідних мономерів та методів синтезу, ланцюги поліамідів містять полярні, здатні утворювати водневі зв’язки, групи СО-NH-. Завдяки потужній міжмолекулярній взаємодії , поліаміди – важкорозчинні полімери з температурою плавлення біля 180 – 250 º С.Молекулярна маса технічних полімерів коливається в межах 8000 – 25 000 к.о. Найбільш широке використання знайшли продукти конденсації адипінової кислоти та гексаметилендиаміну, які відомі впід назвою анід.
Синтез поліметиленадипінату (найлону) відбувається за схемою:
NH2 – (CH2)6 – NH2 + ClCO – (CH2)4 – COCl (t º, H2O) ®
Гексаметилендиамін хлорангідрид адипінової кислоти
[ -NH – (CH2)6 – NHCO – (CH2)4 – CO –]n + n HCl
Для отримання найлону , в стакан на 50 мл діаметром 5-6см налийте розчин 1,16г гексаметилендиаміну в 10мл 10 % водного розчину ацетату натрію або соди.
Потім обережно( щоб не перемішувалися шари рідини) доливаємо розчин 1,83 г хлорангідриду адипінової ( або будь-якої двохосновної ) кислоти в 10 мг бензену.
На межі розподілу двох рідин утворюється плівка полі конденсату, яку треба витягнути скляною паличкою с такою швидкістю,щоб утворилася однакова за товщиною плівка.
Після закінчення утворення полімеру , промийте його декілько раз водою та залиште висихати на повітрі.
Контрольні запитання
1.Які реакції називаються реакціями полімеризації, які механізми визнаєте? Приклади ( для поліпропілену, полістиролу, ізопренового каучуку)
2. Які полімери та з якою метою застосовуються в будівництві? Приклади ( ПВХ, ПВА, оргскло, гума т.щ.)
3. Що таке поліконденсація? Чим ця реакція та мономери відрізняються від реакції полімеризації? Приклади (фенопласти, поліетилентерефталати (лавсан), найлон, поліуретани).
ЛІТЕРАТУРА
1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М. – Высш.шк.,1992. – 430с.
2. Петров А.А.,Бальян Х.В.,ТрощенкоА.Т.–М.–Высш.шк.,1981. - 592 с.
3. Бобрівник Л.Д., Руденко В.М., Лезенко Г.О. Органічна хімія. — K. — Ірпінь: Перун, 2002. – 544 с.
4. Домбровський А.В., Найдан В.М. Органічна хімія. — K.: 1992. Вища. шк., 1992.
5. Ластухіц Ю.О., Воронов С.А. Органічна хімія. — Л.: Центр Європи, 2000.
6. Нечаев А.П., Еременко Т.В. Органическая химия. — M.: Высш. шк., 1985.
7. Боєчко Ф.Ф. Основи хімії полімерів.- К.- Рад. шк., 1976. – 175 с.
ЛІТЕРАТУРА