पॉलीकंडेनसेशन विधि का उपयोग करके पॉलिएस्टर का उत्पादन। पॉलिएस्टर उत्पादन तकनीक

पीसी: 1 - पिघल में; 2 - समाधान में; 3 - इमल्शन में; 4-निलंबन में; 5 - इंटरफेज़.

पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया का अध्ययन करते समय विधि 2 - 4 पर पहले ही चर्चा की जा चुकी है। इसलिए, हम शेष 2 पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

पीसी पिघला हुआ.यदि शुरुआती पदार्थ और पॉलिमर पिघलने बिंदु पर स्थिर होते हैं, तो प्रतिक्रिया कम दबाव के तहत अक्रिय गैस वातावरण में पिघल में की जाती है, और वैक्यूम में (उप-उत्पादों को हटाने के लिए) पूरी की जाती है।

इंटरफ़ेज़ पीसी.यह प्रतिक्रिया तरल और गैस अवस्था में मोनोमर्स या (कम सामान्यतः) मोनोमर्स के 2 अमिश्रणीय समाधानों के बीच की जाती है। इस मामले में, पॉलिमर इंटरफ़ेस पर बनता है (जहां से इसे लगातार हटाया जाता है), और उप-उत्पाद चरणों में से एक में घुल जाते हैं। इसीलिए इंटरफ़ेशियल पीसी - अपरिवर्तनीय(और उप-उत्पादों को हटाने की आवश्यकता नहीं है) और उच्च मेगावाट (500,000 तक) के साथ रैखिक पॉलिमर प्राप्त करना संभव बनाता है।

9. अक्सर पीसी प्रतिक्रिया उत्प्रेरक की उपस्थिति में की जाती है जो प्रक्रिया को तेज करती है और प्रतिक्रिया को संतुलित करती है।

व्याख्यान संख्या 14 - बहुलक ढांकता हुआ सामग्री का उत्पादन

(पॉलीथीन के उदाहरण का उपयोग करके)

आइए उच्च-घनत्व पॉलीथीन (एलडीपीई) के उत्पादन के लिए तकनीकी चक्र के एक सरलीकृत आरेख पर विचार करें।

कच्चा माल सर्जक ______________________

↓ ↓ ↓

→→→→→→→→ →

1 2 3 4 2 5 6 7 8 9

_________________ 

POLYETHYLENE ← ←← ← अनुपूरकों

14 12 11

1 – एथिलीन कार्यशाला. एथिलीन गैस के उत्पादन की स्थापना प्रतिक्रिया द्वारा पीई के संश्लेषण के लिए रिएक्टर के करीब स्थित है गैसीय मोनोमर वातावरण में पोलीमराइजेशन. यह तकनीकी पोलीमराइजेशन विधि डाइइलेक्ट्रिक्स के उत्पादन के लिए उपयुक्त रासायनिक रूप से शुद्ध पॉलिमर प्रदान करती है। पॉलिमर की उपज बढ़ाने के लिए प्रतिक्रिया ऊंचे दबाव पर की जाती है।

एथिलीन गैस, के माध्यम से कलेक्टर-2, प्रवेश करता है निम्न दबाव मिक्सर - 3, जहां के साथ मिलाया जाता है प्रारंभ करने वालाकम दबाव पर. (उच्च दबाव एथिलीन पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया ऑक्सीजन या पेरोक्साइड द्वारा शुरू किया गया)।

तब, प्रथम चरण कंप्रेसर - 4, मिश्रण को संपीड़ित करता है, जिसके बाद यह गुजरता है मिक्सर - 5और द्वितीय चरण कंप्रेसर - 6प्रवेश करती है रिएक्टर - 8, जो कंप्रेसर चरणों से अलग हो जाता है अग्निरोधक - 7.

प्रतिक्रिया एक तापमान पर होती है (200 – 300)˚Сऔर दबाव (1.5 - 3) हजार वायुमंडल. रिएक्टर में प्रतिक्रिया मिश्रण का निवास समय 30 सेकंड से अधिक नहीं. इससे प्राप्ति होती है 15% एथिलीन रूपांतरण. अप्रतिक्रियाशील एथिलीन को पॉलिमर से अलग किया जाता है उच्च विभाजक - 9और निम्न - 10 दबाव, जिसके बाद, के माध्यम से वापसी एथिलीन शुद्धिकरण इकाइयाँ - 13और संग्राहक – 2के अनुसार सेवा की गई उच्च मिक्सर - 5और निम्न - 3 दबाव. रिएक्टर में प्राप्त PE को मिश्रित किया जाता है additivesऔर दानेदारवी 11 , और फिर, के माध्यम से धूल संग्राहक - 12चलते रहो पैकेजिंग - 14. संचालन 11 – 14 कहा जाता है हलवाई बनाना।

एलडीपीई का उत्पादन खतरनाककई कारणों से: उच्च दबाव वाले उपकरणों की उपस्थिति, उत्पादन लाइन की जकड़न टूटने पर एथिलीन के विस्फोट और प्रज्वलन की संभावना; एथिलीन और आरंभकर्ताओं के मनुष्यों पर मादक और विषाक्त प्रभाव। हवा में एथिलीन की अधिकतम अनुमेय सांद्रता 50 mg/m3 है।

व्याख्यान 16 पॉलिमर का परिवर्तन

पॉलिमर के विद्युत गुण न केवल अणुओं की रासायनिक संरचना और उनके लचीलेपन से प्रभावित होते हैं, बल्कि कई अन्य कारकों से भी प्रभावित होते हैं, जिनमें से सामग्री की संरचना का विशेष महत्व है। उदाहरण के लिए, यदि हम यांत्रिक शक्ति की बात करें तो तंतु स्फेरुलाइट्स से अधिक मजबूत होते हैं। बड़े व्यास वाले गोलाकार छोटे गोलाकारों की तुलना में अधिक नाजुक होते हैं। इसलिए, क्रिस्टलीकरण स्थितियों का सोच-समझकर चयन करना आवश्यक है। लेकिन यह समस्या का एक सरलीकृत दृष्टिकोण है, क्योंकि... एक बहुलक ढांकता हुआ की आकृति विज्ञान न केवल बहुलक की सुपरमॉलेक्यूलर संरचना पर निर्भर करता है। यह प्रसंस्करण विधि, संशोधन विधियों (यानी, सामग्री के गुणों को बदलने के लिए पॉलिमर पर जानबूझकर प्रभाव), तापमान और बहुत कुछ से प्रभावित होता है, जिसे "पॉलिमर का परिवर्तन" शब्द कहा जा सकता है। विनिर्माण, भंडारण और उपयोग के दौरान बाहरी कारक।

यह परिवर्तन संरचना, संरचना और, परिणामस्वरूप, पॉलिमर के विद्युत, रासायनिक और यांत्रिक गुणों में एक सहज, अक्सर अवांछित (विनाश, क्रॉस-लिंकिंग) या उद्देश्यपूर्ण (क्रॉस-लिंकिंग, आणविक पुनर्व्यवस्था, प्लास्टिककरण) परिवर्तन है।

पॉलिमर के रासायनिक परिवर्तनों की प्रतिक्रियाओं को 2 मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1 . पॉलिमर बैकबोन को प्रभावित नहीं कर रहा है- क्रॉस-लिंकिंग, कार्यात्मक समूहों की बातचीत, आदि;

2. पॉलिमर बैकबोन में परिवर्तन के साथ घटित होना –

एक।इंट्रामोल्युलर पुनर्व्यवस्था, ब्लॉक कॉपोलीमराइजेशन, आदि;

बी।मैक्रोफ़्रैगमेंट (विनाश) या व्यक्तिगत इकाइयों के क्रमिक दरार (डीपोलीमराइजेशन) के गठन के साथ एक बहुलक की मुख्य श्रृंखला का टूटना।

इसके अलावा, ठोस और तरल डाइलेक्ट्रिक्स के पारस्परिक विघटन पर अलग से विचार करना उचित है, जो संसेचित बहुलक इन्सुलेशन के संबंध में बेहद महत्वपूर्ण है।

व्यवहार में, अनायास ही विकास हो रहा है रासायनिक प्रतिक्रिएंएक साथ घटित हो सकता है:

______ _________ _______________ ____________ _______

___ _______________ __ |____________ ______ |_____________ ______

___________ _______ ___________ |______ ___ ______ |_______________

विनाश सिलाई विनाश और सिलाई

परिणामस्वरूप, स्थानिक और शाखित संरचनाएँ बनती हैं, जो लोच को काफी कम कर देती हैं, नाजुकता बढ़ा देती हैं, घुलनशीलता कम कर देती हैं और पॉलिमर के विद्युत और यांत्रिक गुणों को भी प्रभावित करती हैं।

संक्षेपण पॉलिमर सिंथेटिक सामग्री के निर्माण का आधार है: पॉलीविनाइल क्लोराइड, ओलेफिन। मोनोमर्स के मूल वेरिएंट का उपयोग करते समय, कोपोलिकॉन्डेंसेशन द्वारा लाखों टन नए बहुलक पदार्थ प्राप्त करना संभव है। वर्तमान में, ऐसी कई विधियाँ हैं जो न केवल पदार्थ बनाना संभव बनाती हैं, बल्कि पॉलिमर के आणविक भार वितरण को भी प्रभावित करती हैं।

प्रक्रिया की विशेषताएं

पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रिया पॉलीफंक्शनल मोनोमर्स के अणुओं को एक दूसरे से चरणबद्ध तरीके से जोड़कर एक पॉलिमर बनाने की प्रक्रिया है। इस मामले में, कम आणविक भार वाले उत्पाद जारी होते हैं।

इस प्रक्रिया का आधार उप-उत्पादों की रिहाई के कारण पॉलिमर और मूल मोनोमर की मौलिक संरचना में अंतर माना जा सकता है।

अमीनो एसिड पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रिया पड़ोसी अणुओं के अमीनो और कार्बोक्सिल समूहों की बातचीत के दौरान पानी के अणुओं के निर्माण से जुड़ी है। इस मामले में, प्रतिक्रिया का पहला चरण डिमर के निर्माण से जुड़ा होता है, फिर वे उच्च-आणविक पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैं।

पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रिया, जिसका एक उदाहरण हम विचार कर रहे हैं, प्रत्येक चरण में स्थिर पदार्थ बनाने की क्षमता से प्रतिष्ठित है। अमीनो एसिड की परस्पर क्रिया से प्राप्त डिमर, ट्रिमर और पॉलिमर को प्रतिक्रिया मिश्रण से सभी मध्यवर्ती चरणों में अलग किया जा सकता है।

तो, पॉलीकंडेनसेशन एक चरणबद्ध प्रक्रिया है। इसकी घटना के लिए, मोनोमर अणुओं की आवश्यकता होती है, जिसमें दो कार्यात्मक समूह होते हैं जो एक दूसरे के साथ बातचीत करने में सक्षम होते हैं।

कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति ऑलिगोमर्स को न केवल एक दूसरे के साथ, बल्कि मोनोमर्स के साथ भी प्रतिक्रिया करने की अनुमति देती है। यह अंतःक्रिया पॉलिमर श्रृंखला के विकास को दर्शाती है। यदि मूल मोनोमर्स में दो कार्यात्मक समूह होते हैं, तो श्रृंखला एक दिशा में बढ़ती है, जिससे रैखिक अणुओं का निर्माण होता है।

पॉलीकंडेनसेशन एक प्रतिक्रिया है जिसके परिणामस्वरूप उत्पाद बाद की प्रतिक्रिया में सक्षम होते हैं।

वर्गीकरण

पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया, जिसका एक उदाहरण कई कार्बनिक पदार्थों के लिए लिखा जा सकता है, चल रही बातचीत की जटिलता का एक विचार देता है।

वर्तमान में, ऐसी प्रक्रियाओं को आमतौर पर कुछ मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है:

• कड़ियों के बीच संबंध का प्रकार;
• प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले मोनोमर्स की संख्या;
• प्रक्रिया तंत्र.

कार्बनिक पदार्थों के विभिन्न वर्गों के लिए पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रिया कैसे भिन्न होती है? उदाहरण के लिए, पॉलीएमिडेशन में, एमाइन और कार्बोक्जिलिक एसिड का उपयोग शुरुआती घटकों के रूप में किया जाता है। मोनोमर्स के बीच चरणबद्ध अंतःक्रिया के दौरान, बहुलक और पानी के अणुओं का निर्माण देखा जाता है।

एस्टरीकरण में, प्रारंभिक सामग्री अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड हैं, और एस्टर प्राप्त करने की शर्त उत्प्रेरक के रूप में केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग है।

पॉलीकंडेनसेशन कैसे होता है? अंतःक्रियाओं के उदाहरणों से संकेत मिलता है कि, मोनोमर्स की संख्या के आधार पर, होमो- और हेटरोपॉलीकॉन्डेंसेशन को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, होमोपॉलीकंडेंसेशन के दौरान, समान कार्यात्मक समूह वाले पदार्थ मोनोमर्स के रूप में कार्य करेंगे। इस मामले में, संक्षेपण पानी की रिहाई के साथ शुरुआती पदार्थों का संयोजन है। एक उदाहरण कई अमीनो एसिड के बीच एक प्रतिक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप एक पॉलीपेप्टाइड (प्रोटीन अणु) का निर्माण होगा।

प्रक्रिया तंत्र

प्रक्रिया की विशेषताओं के आधार पर, प्रतिवर्ती (संतुलन) और अपरिवर्तनीय (कोई संतुलन नहीं) पॉलीकंडेनसेशन को प्रतिष्ठित किया जाता है। इस विभाजन को विनाशकारी प्रतिक्रियाओं की उपस्थिति या अनुपस्थिति से समझाया जा सकता है, जिसमें कम आणविक प्रक्रियाओं, मोनोमर्स की विभिन्न गतिविधियों का उपयोग शामिल है, और गतिज और थर्मोडायनामिक कारकों में अंतर की भी अनुमति है। इस तरह की अंतःक्रियाओं की विशेषता कम संतुलन स्थिरांक, कम प्रक्रिया गति, प्रतिक्रिया अवधि और उच्च तापमान हैं।

कई मामलों में, अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं को मोनोमर्स के उपयोग की विशेषता होती है जो अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं।

इस प्रकार के मोनोमर का उपयोग करने वाली उच्च प्रक्रिया गति समाधान में कम तापमान और इंटरफेशियल पॉलीकंडेनसेशन की पसंद की व्याख्या करती है। प्रक्रिया की अपरिवर्तनीयता प्रतिक्रिया मिश्रण के कम तापमान से निर्धारित होती है, जिससे कम सक्रिय रासायनिक पदार्थ उत्पन्न होता है। में कार्बनिक रसायन विज्ञाननोइक्विलिब्रियम पॉलीकंडेंसेशन के भी प्रकार हैं जो उच्च तापमान पर पिघलने पर होते हैं। ऐसी प्रक्रिया का एक उदाहरण डायोल्स और डायहैलोजन डेरिवेटिव से पॉलिएस्टर प्राप्त करने की प्रक्रिया है।

कैरोथर्स समीकरण

पॉलीकंडेनसेशन की गहराई कम आणविक भार वाले उत्पादों को प्रतिक्रिया माध्यम से पूरी तरह से हटाने से जुड़ी होती है जो प्रक्रिया को पॉलिमर यौगिक के गठन की ओर बढ़ने से रोकती है।

प्रक्रिया की गहराई और पोलीमराइजेशन की डिग्री के बीच एक संबंध है, जिसे एक गणितीय सूत्र में जोड़ा गया है। पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रिया के दौरान, दो कार्यात्मक समूह और एक मोनोमर अणु गायब हो जाते हैं। चूँकि प्रक्रिया के दौरान एक निश्चित संख्या में अणुओं की खपत होती है, प्रतिक्रिया की गहराई प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूहों के अनुपात से संबंधित होती है।

अंतःक्रिया जितनी अधिक होगी, पोलीमराइजेशन की डिग्री उतनी ही अधिक होगी। प्रक्रिया की गहराई प्रतिक्रिया की अवधि और मैक्रोमोलेक्यूल्स के आकार से निर्धारित होती है। पोलीमराइजेशन और पॉलीकंडेनसेशन के बीच क्या अंतर है? सबसे पहले, पाठ्यक्रम की प्रकृति, साथ ही प्रक्रिया की गति।

प्रक्रिया रोकने के कारण

विभिन्न रासायनिक एवं भौतिक कारणों से पॉलिमर शृंखला की वृद्धि रुक ​​जाती है। पॉलिमर यौगिक के संश्लेषण की प्रक्रिया को रोकने में योगदान देने वाले मुख्य कारकों के रूप में, हम इस पर प्रकाश डालते हैं:

• माध्यम की चिपचिपाहट बढ़ाना;
• प्रसार प्रक्रिया की गति को कम करना;
• परस्पर क्रिया करने वाले पदार्थों की सांद्रता को कम करना;
• तापमान में गिरावट.

प्रतिक्रिया माध्यम की चिपचिपाहट में वृद्धि के साथ-साथ कार्यात्मक समूहों की एकाग्रता में कमी के साथ, आणविक टकराव की संभावना कम हो जाती है, जिसके बाद विकास प्रक्रिया रुक जाती है।

पॉलीकंडेनसेशन के निषेध के रासायनिक कारणों में प्रमुख हैं:

• परिवर्तन रासायनिक संरचनाकार्यात्मक समूह;
• मोनोमर्स की अनुपातहीन मात्रा;
• सिस्टम में कम आणविक भार प्रतिक्रिया उत्पाद की उपस्थिति;
• आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं के बीच संतुलन।

गतिकी की विशिष्टताएँ

पॉलिमराइजेशन और पॉलीकंडेनसेशन प्रतिक्रियाएं परस्पर क्रिया की दर में बदलाव से जुड़ी हैं। आइए हम पॉलिएस्टरीकरण प्रक्रिया के उदाहरण का उपयोग करके मुख्य गतिज प्रक्रियाओं का विश्लेषण करें।

अम्ल उत्प्रेरण दो चरणों में होता है। सबसे पहले, एसिड का प्रोटोनेशन, प्रारंभिक अभिकर्मक, उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने वाले एसिड के साथ देखा जाता है।

अभिकर्मक द्वारा अल्कोहल समूह के हमले के दौरान, मध्यवर्ती प्रतिक्रिया उत्पाद में विघटित हो जाता है। सीधी प्रतिक्रिया होने के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण से पानी के अणुओं को तुरंत निकालना महत्वपूर्ण है। सापेक्षिक वृद्धि के कारण धीरे-धीरे प्रक्रिया की दर में कमी आती है आणविक वजनपॉलीकंडेनसेशन उत्पाद।

यदि अणुओं के सिरों पर समान मात्रा में कार्यात्मक समूहों का उपयोग किया जाता है, तो अंतःक्रिया लंबे समय तक चल सकती है जब तक कि एक विशाल मैक्रोमोलेक्यूल नहीं बन जाता।

प्रक्रिया विकल्प

पॉलिमराइजेशन और पॉलीकंडेंसेशन आधुनिक रासायनिक उत्पादन में उपयोग की जाने वाली महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं हैं। पॉलीकंडेनसेशन प्रक्रिया को पूरा करने के लिए कई प्रयोगशाला और औद्योगिक तरीके हैं:

• मिश्रण में;
• पिघल में;
• एक इंटरफ़ेसीय प्रक्रिया के रूप में;
• इमल्शन में;
• मैट्रिक्स पर.

पॉलियामाइड और पॉलिएस्टर का उत्पादन करने के लिए पिघली हुई प्रतिक्रियाएं आवश्यक हैं। मूल रूप से, पिघल में संतुलन पॉलीकंडेनेशन दो चरणों में होता है। सबसे पहले, इंटरैक्शन एक वैक्यूम में किया जाता है, जो मोनोमर्स के थर्मल-ऑक्सीडेटिव विनाश से बचाता है, साथ ही पॉलीकॉन्डेंसेशन उत्पादों, प्रतिक्रिया मिश्रण के क्रमिक हीटिंग की गारंटी देता है, कम आणविक भार वाले उत्पादों को पूरी तरह से हटा देता है।

महत्वपूर्ण तथ्य

अधिकांश अभिक्रियाएँ उत्प्रेरक के उपयोग के बिना ही सम्पन्न की जाती हैं। प्रतिक्रिया के दूसरे चरण में पिघल का निष्कासन पॉलिमर की पूर्ण शुद्धि के साथ होता है, इसलिए पुनर्अवक्षेपण की श्रम-गहन प्रक्रिया को अतिरिक्त रूप से करने की कोई आवश्यकता नहीं है। इंटरैक्शन के पहले चरण में तापमान में तेज वृद्धि की अनुमति नहीं है, क्योंकि इससे मोनोमर्स का आंशिक वाष्पीकरण हो सकता है और इंटरैक्टिंग अभिकर्मकों के मात्रात्मक अनुपात का उल्लंघन हो सकता है।

पॉलिमराइजेशन: विशेषताएं और उदाहरण

यह प्रक्रिया एक प्रारंभिक मोनोमर के उपयोग की विशेषता है। उदाहरण के लिए, ऐसी प्रतिक्रिया से प्रारंभिक एल्कीन से पॉलीइथाइलीन प्राप्त करना संभव है।

पोलीमराइजेशन की एक विशेषता एक निश्चित संख्या में दोहराई जाने वाली संरचनात्मक इकाइयों के साथ बड़े बहुलक अणुओं का निर्माण है।

निष्कर्ष

पॉलीकंडेनसेशन द्वारा, कई पॉलिमर प्राप्त करना संभव है जिनकी विभिन्न आधुनिक उद्योगों में मांग है। उदाहरण के लिए, इस प्रक्रिया के दौरान फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन को अलग किया जा सकता है। फॉर्मेल्डिहाइड और फिनोल की परस्पर क्रिया के साथ पहले चरण में एक मध्यवर्ती यौगिक (फिनोल अल्कोहल) का निर्माण होता है। फिर संघनन देखा जाता है, जिससे एक उच्च-आणविक यौगिक - फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड राल का उत्पादन होता है।

पॉलीकंडेनसेशन द्वारा प्राप्त उत्पाद ने कई आधुनिक सामग्रियों के निर्माण में अपना आवेदन पाया है। इस यौगिक पर आधारित फेनोलिक प्लास्टिक में उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन विशेषताएं होती हैं और इसलिए निर्माण में इसकी मांग होती है।

पॉलीकंडेनसेशन द्वारा प्राप्त पॉलिएस्टर और पॉलीमाइड का उपयोग दवा, प्रौद्योगिकी और रासायनिक उत्पादन में किया जाता है।

पॉलिएस्टर का पहला उल्लेख 1833 में मिलता है, जब वैज्ञानिक गे-लुसाक और पेलुसैट ने लैक्टिक एसिड के आधार पर पॉलिएस्टर को संश्लेषित किया था। 1901 में, स्मिथ ने पहली बार फ़ेथलिक एसिड और ग्लिसरॉल के आधार पर पॉलिएस्टर को संश्लेषित किया, और मोल्डिंग रचनाओं में उनका उपयोग भी पाया। 1941 में विनफील्ड और डिक्सन ने पॉलीथीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) संश्लेषित किया, जिसका आधुनिक दुनिया में उत्पादन 68 मिलियन टन प्रति वर्ष है।

पॉलीयुरेथेन उद्योग में अग्रणी भूमिका पॉलीइथर (80%) की है, इसके बावजूद, पॉलीएस्टर के अद्वितीय गुणों के कारण उनका विशिष्ट अनुप्रयोग होता है। पॉलिएस्टर-आधारित पॉलीयुरेथेन के उच्च घर्षण प्रतिरोध, साथ ही सॉल्वैंट्स के लिए उनके रासायनिक प्रतिरोध के कारण कोटिंग्स और जूते के तलवों में उनका व्यापक उपयोग हुआ है। सुगंधित पॉलिस्टर की उच्च तापीय और ऑक्सीडेटिव स्थिरता का उपयोग कठोर आइसोसायन्यूरेट फोम के उत्पादन में किया जाता है। लम्बाई और खिंचाव की क्षमता के कारण लोचदार फोम के उत्पादन के लिए घटकों में पॉलिएस्टर का उपयोग किया गया है।

पॉलीएस्टर डाइकारबॉक्सिलिक एसिड (साथ ही उनके डेरिवेटिव - एस्टर और एनहाइड्राइड्स) और डायोल्स (या पॉलीओल्स) के बीच एक पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया के साथ-साथ चक्रीय एस्टर - लैक्टोन के छल्ले के खुलने के परिणामस्वरूप पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित होते हैं। और चक्रीय कार्बोनेट।

आइए पॉलिएस्टर के मुख्य वर्गों पर विचार करें:

रैखिक और थोड़ा शाखित स्निग्ध पॉलिएस्टर

एलिफैटिक पॉलिस्टर ग्लाइकोल (डायथिलीन ग्लाइकॉल, एथिलीन ग्लाइकॉल, प्रोपलीन ग्लाइकॉल, 1,4-ब्यूटेनडियोल, 1,6-हेक्सानेडियोल) और ब्रांचिंग एजेंटों ( ग्लिसरॉल, ट्राइमेथाइलोलप्रोपेन और पेंटाएरीथ्रिटोल)। पॉलिएस्टर के विपरीत, पॉलिएस्टर में व्यापक आणविक भार वितरण होता है।

एलिफैटिक पॉलिस्टर प्रायः मोमी ठोस होते हैं जिनका गलनांक लगभग 60°C होता है। अपवाद डायथिलीन ग्लाइकोल और 1,2-प्रोपलीन ग्लाइकोल हैं, जो तरल पॉलिएस्टर बनाते हैं। जैसे-जैसे पॉलिएस्टर श्रृंखला लंबी होती जाती है, पॉलिएस्टर-आधारित पॉलीयुरेथेन का हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध बढ़ता जाता है, क्योंकि अवशिष्ट अम्लता और उत्प्रेरक का स्तर कम हो जाता है और श्रृंखला की शाखाएं और पॉलिएस्टर बांड की संख्या बढ़ जाती है। इससे सॉल्वैंट्स और तेलों में पॉलीयुरेथेन की सूजन में भी कमी आती है।

थर्मोप्लास्टिक्स के लिए, एडिपिक एसिड, एथिलीन ग्लाइकॉल, 1,4-ब्यूटेनडियोल और 1,6 हेक्सानेडियोल पर आधारित मोमी पॉलिएस्टर का उपयोग किया जाता है। पॉलिस्टर, अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड की उपस्थिति के कारण, साधारण पॉलिस्टर की तुलना में उच्च भौतिक और यांत्रिक गुण दिखाते हैं। हालाँकि, इसके नुकसान भी हैं; उच्च आर्द्रता और तापमान पर, पॉलिएस्टर पर आधारित थर्मोप्लास्टिक्स सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रभावों के संपर्क में आते हैं। यह उष्णकटिबंधीय जलवायु में उनके उपयोग को सीमित करता है। शून्य से नीचे के तापमान पर कम लोच के कारण ठंडी जलवायु में थर्मोप्लास्टिक्स का उपयोग भी सीमित है।

लोचदार फोम के लिए, 2000 से 3000 ग्राम/मोल के आणविक भार और एडिपिक एसिड और डायथिलीन ग्लाइकॉल पर आधारित 2.05 - 2.2 की कार्यक्षमता वाले तरल पॉलिएस्टर का उपयोग किया जाता है, और चेन स्प्लिटर्स का भी उपयोग किया जाता है - ग्लिसरीन, ट्राइमेथाइलोलप्रोपेन और पेंटाएरीथ्रिटोल। पॉलिस्टर में पॉलिस्टर की तुलना में अधिक चिपचिपापन होता है, जो फोम बढ़ने पर कोशिका को स्थिर करने में मदद करता है। प्राथमिक हाइड्रॉक्सिल समूह झाग बढ़ने के दौरान प्रारंभिक जमाव को उत्तेजित करते हैं। इसलिए, पॉलिएस्टर का उपयोग करते समय, कम अमीन उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।

लोचदार पॉलीयुरेथेन फोम के पहले औद्योगिक ग्रेड थोड़े शाखित पॉलिएस्टर और टीडीआई के आधार पर बनाए गए थे। पॉलिएस्टर पर आधारित इलास्टिक पॉलीयुरेथेन फोम का उपयोग वर्तमान में लेमिनेटेड फैब्रिक, सूटकेस, बैग, साथ ही कार के आंतरिक भागों के उत्पादन में किया जाता है, जो सॉल्वैंट्स के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए और बढ़ी हुई ताकत होनी चाहिए।

2000 ग्राम/मोल के आणविक भार वाले पॉलिएस्टर के मानक ग्रेड के आधार पर, पॉलीयूरेथेन फोम के घनत्व और फॉर्मूलेशन के आधार पर, 150-300% के सापेक्ष बढ़ाव वाली सामग्री प्राप्त की जाती है। टीडीआई 80/20 के आधार पर उत्पादित नरम पॉलीयूरेथेन फोम, 90-98 के आइसोसाइनेट इंडेक्स के साथ, 350-450% के ब्रेक पर बढ़ाव होता है और मुख्य रूप से कपड़ों की नकल करने के लिए उपयोग किया जाता है। मानक पॉलिएस्टर और अत्यधिक शाखित पॉलिएस्टर के 50:50 मिश्रण के साथ टीडीआई पर प्रतिक्रिया करके एक विशिष्ट अर्ध-कठोर ब्लॉक पीयूएफ बनाया जाता है।

पॉलीएस्टर का उपयोग पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले के अग्रदूत के रूप में भी किया जाता है। हाइड्रॉक्सिल युक्त यौगिकों के रूप में, पॉलिएस्टर का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, सेबासिक एसिड, ग्लिसरीन और ग्लाइकोल पर आधारित। टीडीआई, एमडीआई, ट्राइमेथाइलोलप्रोपेन और अन्य पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के साथ टीडीआई के प्रतिक्रिया उत्पादों का उपयोग आइसोसाइनेट्स के रूप में किया जाता है।

सुगंधित पॉलिस्टर.

सुगंधित पॉलिएस्टर का उपयोग कठोर पॉलीयूरेथेन और पॉलीसोसायन्यूट्रेट फोम में किया जाता है।

अत्यधिक क्रॉस-लिंक्ड फास्ट पॉलीआइसोसायन्यूट्रेट पीआईआर फोम के विकास ने पॉलिएस्टर के सक्रिय उपयोग को बढ़ावा दिया है, क्योंकि पॉलिएस्टर की उच्च कार्यक्षमता की आवश्यकता नहीं है; क्रॉस-लिंकिंग आइसोसायन्यूरेट्स द्वारा प्रदान की जाती है। पॉलीआइसोसायन्यूरेट फोम संकर संरचनाएं हैं जिनमें पॉलीयुरेथेन समूह और आइसोसायन्यूरेट रिंग दोनों शामिल हैं। आइसोसाइनेट सूचकांक 200 से 300 और उससे अधिक तक होता है। पीआईआर फोम का ऑपरेटिंग तापमान 140⁰С बनाम 100⁰С अधिक होता है और लौ प्रसार की गति कम होती है।

पीआईआर का मुख्य लाभ - खुली आग का प्रतिरोध - उच्च लौ तापमान के प्रभाव में, कार्बोनाइज्ड सामग्री के जाल के गठन के कारण होता है जो मूल फोम की मैक्रोस्ट्रक्चर को संरक्षित करता है। यह सामग्री (फोम कोक) बहुत धीरे-धीरे ढहती है, एक बाधा की भूमिका निभाती है जो लौ के प्रसार को रोकती है। इसके अलावा, कोक के निर्माण के कारण, दहन के दौरान काफी कम गर्मी निकलती है। यूरेथेन संरचनाएं 200⁰С पर और कोक 20% पर नष्ट हो जाती हैं, जबकि आइसोसाइन्यूरेट संरचनाएं 325⁰С पर और कोक 50% पर नष्ट हो जाती हैं।

थर्मल स्थिरता और कोकिंग भी पॉलीओल संरचना पर निर्भर करती है। सुगंधित संरचनाएं स्निग्ध संरचनाओं की तुलना में कम ज्वलनशील होती हैं। इन सबके कारण कम कार्यक्षमता, कम चिपचिपाहट और कम लागत वाले सुगंधित पॉलिएस्टर का प्रसार हुआ है।

पीईटी-आधारित पॉलिएस्टर का उपयोग कठोर पीयूआर फोम के लिए किया जाता है: उदाहरण के लिए, 181 ग्राम/मोल के बराबर वजन वाला पॉलिएस्टर, कार्यक्षमता 2.3, हाइड्रॉक्सिल संख्या 295-335 mgKOH/g और चिपचिपाहट 8000-10000 mPa.s 25°C पर।

पीआईआर फोम के उत्पादन के लिए, 25 डिग्री सेल्सियस पर 238 ग्राम/मोल, कार्यक्षमता 2, हाइड्रॉक्सिल संख्या 230-250 मिलीग्रामकेओएच/जी और चिपचिपाहट 2700-5500 एमपीए के बराबर वजन के साथ पीईटी-आधारित पॉलिएस्टर का उपयोग किया जाता है।

तेज पीआईआर/पीयूआर फोम में थैलिक एनहाइड्राइड पर आधारित सुगंधित पॉलिएस्टर के उपयोग से अच्छे भौतिक और यांत्रिक गुण, कम धुआं निर्माण, थर्मल स्थिरता और आग प्रतिरोध होता है। फोमिंग एजेंटों के साथ फ़ेथलिक एनहाइड्राइड पर आधारित पॉलिएस्टर की खराब संगतता की समस्या को सिस्टम में इमल्सीफायर, एमाइन और पॉलीइथर का उपयोग करके संरचना में वनस्पति तेलों को शामिल करके हल किया जाता है।

पीआईआर पैनलों के उत्पादन के लिए, मुख्य रूप से एफए पर आधारित सुगंधित पॉलिएस्टर का उपयोग निम्नलिखित मापदंडों के साथ किया जाता है: हाइड्रॉक्सिल संख्या 190 से 320 मिलीग्राम केओएच/जी, कार्यक्षमता 2 - 2.4, एसिड संख्या 1.0 मिलीग्राम केओएच/जी से कम, चिपचिपाहट (25 डिग्री) सी) 2000 से 9000 एमपीए.एस.

पॉलीकैप्रोलैक्टोन- सर्जकों और उत्प्रेरकों की उपस्थिति में ԑ-कैप्रोलैक्टोन रिंगों के खुलने के कारण बनते हैं। पॉलीकैप्रोलैक्टोन में डाइकारबॉक्सिलिक एसिड और कम चिपचिपाहट के आधार पर पॉलिएस्टर की तुलना में बहुत संकीर्ण आणविक भार वितरण होता है। सिस्टम में पॉलीकैप्रोलैक्टोन की शुरूआत अपेक्षाकृत लंबे समय तक दोहराए जाने वाले हाइड्रोफोबिक सेगमेंट (सीएच 2) एन की उपस्थिति और कम तापमान पर भी आवश्यक लोच के कारण उच्च हाइड्रोलाइटिक स्थिरता प्राप्त करना संभव बनाती है, लेकिन उद्योग में उनका उपयोग उनकी उच्च लागत से सीमित है।

पॉलीकैप्रोलैक्टोन का उपयोग मुख्य रूप से उच्च ठोस सामग्री वाले दो-घटक पेंट और वार्निश में किया जाता है। इस क्षेत्र में वे पॉलीथर पॉलीओल्स से प्रतिस्पर्धा करते हैं, जिनकी लागत कम होती है। पॉलीकैप्रोलैक्टोन पॉलिस्टर का उपयोग अन्य पॉलिमर में खंड के रूप में भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, उन्हें धनायनित इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा लागू पेंट और वार्निश के निर्माण में, एपॉक्सी रेजिन को प्लास्टिक बनाने के लिए, या पॉलीयूरेथेन फैलाव में नरम खंडों के रूप में उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

पॉलीकार्बोनेट

पॉलीकार्बोनेट अत्यधिक पारदर्शी, गर्मी प्रतिरोधी होते हैं, उनमें अच्छे यांत्रिक गुण होते हैं, और हाइड्रोलिसिस के अधीन नहीं होते हैं, क्योंकि उनमें उत्प्रेरक रूप से सक्रिय कार्बोक्सिल समूह नहीं होते हैं। पॉलीकार्बोनेट कमरे के तापमान पर ठोस होते हैं; द्रव्यमान के आधार पर, पिघलने बिंदु 40-60⁰C तक होता है।

उच्च आणविक भार पॉली कार्बोनेट का उपयोग भवन निर्माण भागों और संरचनाओं, कार ट्रिम और इलेक्ट्रॉनिक्स में पेंटिंग के लिए किया जाता है। कम आणविक भार वाले पॉलीकार्बोनेट 1000-4000 ग्राम/मोल एलसी उद्योग के लिए अधिक रुचिकर हैं। वे एलिफैटिक और साइक्लोएलिफैटिक पॉलीआइसोसायनेट्स के अतिरिक्त उत्पादों से ठीक हो जाते हैं। परिणाम उच्च मौसम प्रतिरोध वाले उत्पाद हैं।

ओलिगोएस्टर एक्रिलेट्स

ऐक्रेलिक एसिड की उपस्थिति में हाइड्रॉक्सिल-टर्मिनेटेड पॉलिएस्टर से प्राप्त उत्पाद। डबल बॉन्ड वाले ऐसे उत्पादों का उपयोग यूवी-इलाज योग्य पेंट और वार्निश में किया जाता है। यूवी आरंभकर्ताओं की उपस्थिति में रेडिकल पोलीमराइजेशन के परिणामस्वरूप, उत्पाद एक नियमित नेटवर्क संरचना का निर्माण करते हुए क्रॉस-लिंक्ड होते हैं। कोटिंग्स के गुण पॉलिएस्टर खंड के आकार और संरचना से प्रभावित होते हैं। कम आणविक भार वाले शाखित पॉलिएस्टर एक घने नेटवर्क संरचना का निर्माण करते हैं, जबकि लंबी स्निग्ध श्रृंखलाएं फिल्म की लोच का कारण बनती हैं।

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टेरेफ्थेलिक एसिड
Maleic एनहाइड्राइड
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पॉलिएस्टर मैलेट के उत्पादन की योजना:
1 - रिएक्टर; 2.3 - रेफ्रिजरेटर; 4 - घनीभूत संग्राहक; 5 - वैक्यूम पंप;
6.11 - फ़िल्टर; 7 - मिक्सर; 8 - मापने की मशीन; 9 - पंप; 10 - के लिए क्षमता
स्टाइरीन; 12 - कंटेनर
एथिलीन ग्लाइकॉल (या अन्य पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल) डाला जाता है
एनामेल्ड या स्टेनलेस स्टील रिएक्टर 1,
एक स्टिरर, गर्म करने और ठंडा करने के लिए एक जैकेट से सुसज्जित, वापसी
रेफ्रिजरेटर 2, और 60-70 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें। कार्बन डाइऑक्साइड पास करें
या नाइट्रोजन और धीरे-धीरे ठोस अम्ल जोड़ें और
प्रतिक्रिया उत्प्रेरक. तापमान को 160-210 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जाता है और बनाए रखा जाता है
यह एनपीईएफ के संश्लेषित ब्रांड के आधार पर 6-30 घंटे तक रहता है।
छोड़ा गया पानी गैस प्रवाह द्वारा प्रतिक्रिया क्षेत्र से दूर ले जाया जाता है और, पारित हो जाता है
रेफ्रिजरेटर 2, रेफ्रिजरेटर 3 में संघनित होता है और एक संग्राहक में एकत्र किया जाता है
घनीभूत 4. जल वाष्प के साथ, गैस आंशिक रूप से ग्लाइकोल को दूर ले जाती है, जो
रेफ्रिजरेटर 2 में ठंडा करने के बाद, जहां तापमान अधिक बनाए रखा जाता है
100 डिग्री सेल्सियस, रिएक्टर 1 में वापस प्रवाहित किया गया।
पॉलीकंडेनसेशन आमतौर पर एसिड संख्या पर पूरा होता है
प्रतिक्रिया मिश्रण 20-45 मिलीग्राम KOH/g। तैयार एनपीईएफ, 70 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा,
मिक्सर 7 में डाला जाता है, जहां कंटेनर से मोनोमर की आपूर्ति पहले से की जाती है
राल के वजन से 30-55% की मात्रा में 10।
समय से पहले सहबहुलकीकरण को रोकने के लिए
मिक्सर और बाद के भंडारण के दौरान, संरचना में 0.01-0.02% जोड़ा जाता है
हाइड्रोक्विनोन। 2-4 घंटे तक हिलाने के बाद ठंडा कर लें
सजातीय पारदर्शी मिश्रण को फिल्टर 11 पर फ़िल्टर किया जाता है और एक कंटेनर में डाला जाता है
12.

पॉलीथीन टैरीपिथालेट

डाइमिथाइल टेरेफ्थेलेट और
एथिलीन ग्लाइकॉल में जिंक एसीटेट के घोल को 125 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है।
ट्रांसएस्टरीफिकेशन नाइट्रोजन या कार्बन डाइऑक्साइड की धारा में 200-30 डिग्री सेल्सियस पर 4-6 घंटे के लिए किया जाता है। रिएक्टर एक पैक्ड कॉलम 2 से सुसज्जित है, जो
एथिलीन ग्लाइकॉल और मिथाइल अल्कोहल वाष्प को अलग करने का कार्य करता है।
रेफ्रिजरेटर 3 से मिथाइल अल्कोहल रिसीवर 4 में एकत्र किया जाता है, और
सब्लिमेटिंग डाइमिथाइल टेरेफ्थेलेट को एथिलीन ग्लाइकोल के साथ कॉलम में धोया जाता है
नोजल से और वापस रिएक्टर में लौट आता है। मिथाइल को आसवित करने के बाद
अल्कोहल, रिएक्टर में तापमान 260-280 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जाता है और आसवित किया जाता है
अतिरिक्त एथिलीन ग्लाइकोल. पिघला हुआ डाइग्लाइकोल टेरेफ्थेलेट
रिएक्टर 6 में एक धातु जाल फिल्टर 5 के माध्यम से डाला गया। इसके बाद
भार 0.5-1 घंटे (अवशिष्ट दबाव 267 Pa) के लिए वैक्यूम बनाता है।
पॉलीकंडेनसेशन 280 डिग्री सेल्सियस पर 3-5 घंटे तक किया जाता है
किसी दी गई चिपचिपाहट का पिघलना। जारी एथिलीन ग्लाइकोल को आसवित किया जाता है,
रेफ्रिजरेटर 7 में संघनित और रिसीवर 8 में एकत्र किया गया।
पिघले हुए पीईटी को संपीड़ित नाइट्रोजन के माध्यम से रिएक्टर से बाहर निकाला जाता है।
ड्रम 9 पर एक फिल्म के रूप में एक स्लॉटेड छेद जिसे स्नान में रखा गया है
पानी। ठंडी फिल्म को मशीन 10 पर टुकड़ों के रूप में काटा जाता है
सुखाने और पैकेजिंग के लिए जाता है।
पॉलीथीन टेरेफ्थेलेट उत्पादन योजना:
1.6 - रिएक्टर; 2 - पैक्ड कॉलम; 3.7 - रेफ्रिजरेटर; 4.8-
रिसीवर; 5 - फ़िल्टर; 9 - ठंडा ड्रम; 10 - कोल्हू

पॉलीकार्बोनेट

फोस्जेनेशन विधि
ट्रांसएस्टरीफिकेशन विधि

बैच विधि द्वारा पॉली कार्बोनेट उत्पादन की योजना:
1 - रिएक्टर; 2, 6 - रेफ्रिजरेटर; 3 - वॉशर; 4 - युक्ति
निर्जलीकरण के लिए; 5 - पैक्ड कॉलम; 7 - अवक्षेपक; 8 -
फ़िल्टर; 9 - ड्रायर; 10 - दानेदार
रिएक्टर 1 में, पैडल मिक्सर (8-12 आरपीएम) से सुसज्जित,
डीपीपी, मेथिलीन क्लोराइड का 10% क्षारीय घोल लोड करें,
उत्प्रेरक (चतुर्धातुक अमोनियम आधार का नमक), और
फिर फॉस्जीन को 20-25 डिग्री सेल्सियस पर मिश्रित मिश्रण में डाला जाता है।
नाइट्रोजन वातावरण में 7-8 घंटे तक पॉलीकंडेनसेशन किया जाता है
या आर्गन, क्योंकि फेनोलेट्स वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होते हैं।
जारी प्रतिक्रिया की गर्मी को ठंड का उपयोग करके हटा दिया जाता है
रिएक्टर जैकेट को पानी की आपूर्ति और वाष्पीकरण के साथ
मेथिलीन क्लोराइड, जो रेफ्रिजरेटर में संघनन के बाद
2 रिएक्टर पर लौटता है।
पॉलिमर बनते ही मेथिलीन क्लोराइड में घुल जाता है।
एक चिपचिपा 10% समाधान वॉशर 3 में प्रवेश करता है, जहां
सरगर्मी को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के घोल से बेअसर कर दिया जाता है
को दो चरणों में विभाजित किया गया है। एक जलीय चरण युक्त
सोडियम क्लोराइड को घोलकर अलग किया गया और लाइन में डाला गया
अपशिष्ट जल. जैविक चरण को बार-बार पानी से धोया जाता है
(प्रत्येक धोने के बाद जलीय चरण को अलग किया जाता है) और खिलाया जाता है
उपकरण में निर्जलीकरण 4. जल वाष्प गुजरता है
पैक्ड कॉलम 5, रेफ्रिजरेटर 6 में संघनित करें और
जल संग्रह दर्ज करें. पीसी समाधान को प्रीसिपिटेटर 7, इंच में डाला जाता है
जिसमें पीसी को मिथाइल अल्कोहल या एसीटोन के साथ अवक्षेपित किया जाता है। से
पीसी सस्पेंशन को फिल्टर 8 पर और पाउडर के रूप में अलग किया जाता है
प्राप्त करने के लिए ड्रायर 9 और फिर ग्रेनुलेटर 10 को भेजा गया
granules दाने या तो रंगहीन होते हैं या हल्के भूरे रंग के होते हैं। विलायक और अवक्षेपक के मिश्रण की आपूर्ति की जाती है
पुनर्जनन.

सतत विधि का उपयोग करके पॉली कार्बोनेट उत्पादन की योजना:
1,2, 3 - रिएक्टर; 4.6 - पृथक्करण के लिए उपकरण; 5 - निष्कर्षण
स्तंभ; 7 - स्ट्रिपिंग कॉलम; 8, 10 - रेफ्रिजरेटर; 9 - वर्षा
स्तंभ
सतत पीसी उत्पादन विधि में, सभी घटक एक जलीय घोल हैं
सोडियम डाइफेनोलेट, जलीय क्षार में बिस्फेनॉल को घोलकर प्राप्त किया जाता है,
पहले डिस्पेंसर के माध्यम से मेथिलीन क्लोराइड और फॉसजीन की लगातार आपूर्ति की जाती है
रिएक्टर कैस्केड का रिएक्टर 1। तेज़ मिश्रण सुनिश्चित करता है
प्रतिक्रिया का क्रम. परिणामी ऑलिगोमर रिएक्टर 2 और फिर अंदर प्रवाहित होता है
रिएक्टर 3. सभी रिएक्टरों में तापमान 25-30 डिग्री सेल्सियस के भीतर बनाए रखा जाता है।
पॉलीकोडेंसेशन प्रक्रिया को गहरा करने और पॉलिमर प्राप्त करने के लिए रिएक्टर 3 में
उच्च आणविक भार, एक उत्प्रेरक पेश किया जाता है (जलीय घोल)।
एल्काइलरिल अमोनियम क्लोराइड)।
जलीय और कार्बनिक चरणों से युक्त प्रतिक्रिया मिश्रण प्रवेश करता है
निरंतर पृथक्करण के लिए उपकरण 4. शुद्धिकरण के लिए जलीय चरण की आपूर्ति की जाती है, और
मेथिलीन क्लोराइड में पीसी के घोल को निष्कर्षण कॉलम 5 में पानी से धोया जाता है
और उपकरण 6 में पानी से अलग हो जाता है। धोया हुआ पॉलिमर घोल निकल जाता है
एज़ोट्रोपिक मिश्रण के रूप में बचे हुए पानी को अलग करने के लिए कॉलम 7 को अलग करना
जल-मेथिलीन क्लोराइड, जिसका वाष्प रेफ्रिजरेटर 8 में ठंडा होकर प्रवेश करता है
विभाजन के लिए.
ठंडा करने के बाद मेथिलीन क्लोराइड में पीसी का निर्जलित घोल
हीट एक्सचेंजर और निस्पंदन (फ़िल्टर को आरेख में नहीं दिखाया गया है) के लिए आपूर्ति की जाती है
कंटेनरों में डालना (जब फिल्मों का निर्माण करते समय वार्निश के रूप में उपयोग किया जाता है)।
कोटिंग्स) या 6 एमपीए के दबाव में 130 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के बाद
वर्षा कॉलम 9 में नोजल की आपूर्ति की जाती है। इस कॉलम में, के कारण
वायुमंडलीय दबाव में कमी और मेथिलीन क्लोराइड पीसी का वाष्पीकरण
पाउडर के रूप में निकलता है और स्तंभ के नीचे जमा हो जाता है। युगल
मिथाइलीन क्लोराइड को रेफ्रिजरेटर 10 में संघनन और पाउडर की आपूर्ति की जाती है
पॉलिमर - दानेदार बनाने के लिए.

पॉलीएरिलेट्स

10.

बैच विधि का उपयोग करके पॉलीएरिलेट्स के उत्पादन की योजना
1 - डाइक्लोराइड्स का घोल तैयार करने के लिए उपकरण; 2 - के लिए उपकरण
बिस्फेपोल का घोल तैयार करना; 3 - रिएक्टर; 4 - निलंबन संग्रह; 5 -
अपकेंद्रित्र; 6-गीले पाउडर का संग्रह
सीमा पर इंटरफेशियल पॉलीकंडेनसेशन होता है
जब घोल निकल जाता है तो चरण पृथक्करण बनता है
डाइकारबॉक्सिलिक एसिड डाइक्लोराइड (या मिश्रण
विभिन्न डाइकारबॉक्सिलिक एसिड के डाइक्लोराइड्स) में
जलीय क्षारीय के साथ कार्बनिक विलायक (समाधान I)।
डायटोमिक फिनोल का घोल (समाधान II)। में
उद्योग यह प्रक्रिया निम्नानुसार की जाती है
रास्ता। उपकरण 1 में, समाधान I तैयार किया जाता है
टेरेफ्थेलिक और आइसोफ्थेलिक एसिड के डाइक्लोराइड्स
पी-ज़ाइलीन, और उपकरण 2 में - डीपीपी से समाधान II, जलीय
कास्टिक सोडा और इमल्सीफायर का घोल। छाना हुआ
समाधानों को रिएक्टर 3 में डाला जाता है, जहां 20-25 डिग्री सेल्सियस पर और
20-40 मिनट तक स्टिरर से हिलाते रहें
पड़ रही है
प्रतिक्रिया
बहुसंघनन,
फॉर्म में पॉलिमर की रिहाई के साथ
पाउडर. निलंबन को संग्रह 4, पाउडर में एकत्र किया जाता है
पॉलिमर को सेंट्रीफ्यूज 5 में बार-बार अलग किया जाता है
इसे पानी से धोएं, गीले के संग्रह में स्थानांतरित करें
पाउडर 6 और द्रवीकृत बेड ड्रायर में सुखाने के लिए परोसा गया।
सूखे महीन पाउडर की आपूर्ति की जाती है
पैकेजिंग या दानेदार बनाना।

पॉलीकंडेंसेशन करने के लिए विधि का चुनाव प्रारंभिक पदार्थों के भौतिक रासायनिक गुणों और परिणामी पॉलिमर, तकनीकी आवश्यकताओं, प्रक्रिया को लागू करते समय निर्धारित कार्यों आदि द्वारा निर्धारित किया जाता है।

तापमान सेपॉलीकंडेनसेशन विधियों को विभाजित किया गया है उच्च तापमान(200С से कम नहीं) और हल्का तापमान(0-50С), प्रतिक्रिया प्रणाली के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसारया चरण अवस्था- पॉलीकंडेनसेशन के लिए द्रव्यमान(पिघलना), सॉलिड फ़ेज़, समाधान, इमल्शन(निलंबन), दो चरण प्रणाली(इंटरफेशियल पॉलीकंडेंसेशन - उदाहरण के लिए, डाइक्लोराइड के साथ कार्बनिक चरण और डायमाइन के साथ जलीय चरण के बीच इंटरफेस पर, एक पॉलियामाइड फिल्म प्राप्त होती है)।

पिघले और ठोस चरण में पॉलीकंडेनसेशन उच्च तापमान पर होता है; इमल्शन और इंटरफेशियल पॉलीकंडेंसेशन में पॉलीकंडेंसेशन - कम तापमान पर; समाधान में पॉलीकंडेनसेशन - उच्च और निम्न तापमान पर।

निम्न तापमान पॉलीकंडेनसेशन मुख्य रूप से होता है नोनेक़ुइलिब्रिउम, उच्च तापमान - मुख्य रूप से संतुलन.

पिघले हुए भाग में पॉलीकंडेनसेशन, विलायक या मंदक की अनुपस्थिति में पॉलीकंडेनसेशन (आमतौर पर संतुलन) करने की एक विधि; परिणामी पॉलिमर पिघली हुई अवस्था में है। प्रारंभिक सामग्री (और कभी-कभी उत्प्रेरक) को परिणामी बहुलक के पिघलने (नरम करने) के तापमान (आमतौर पर 200-400 डिग्री सेल्सियस) से 10-20 डिग्री सेल्सियस अधिक तापमान पर गर्म किया जाता है। मोनोमर्स के ऑक्सीकरण और पॉलिमर के थर्मल-ऑक्सीडेटिव विनाश से बचने के लिए, प्रक्रिया को पहले अक्रिय गैस (अक्सर शुष्क) के वातावरण में किया जाता है, और कम आणविक भार प्रतिक्रिया उत्पादों और शिफ्ट को पूरी तरह से हटाने के लिए वैक्यूम में पूरा किया जाता है उच्च-आणविक-भार वाले बहुलक के निर्माण की दिशा में संतुलन।

विधि के लाभ: कम-प्रतिक्रियाशील मोनोमर्स का उपयोग करने की संभावना, तकनीकी योजना की तुलनात्मक सादगी, परिणामी बहुलक की उच्च उपज और शुद्धता की डिग्री, परिणामी बहुलक पिघल से फाइबर और फिल्म बनाने की संभावना।

कमियां: थर्मल स्थिर मोनोमर्स का उपयोग करने और उच्च तापमान पर प्रक्रिया को पूरा करने की आवश्यकता, प्रक्रिया की अवधि, उत्प्रेरक का उपयोग।

अधिकांश पॉलिमर के पिघलने की उच्च चिपचिपाहट के कारण, प्रक्रिया के अंतिम चरण में दर प्रतिक्रिया करने वाले समूहों की गतिविधि से नहीं, बल्कि निर्धारित होती है प्रसार कारक(मैक्रोमोलेक्युलस की गतिशीलता)।

एलिफैटिक पॉलियामाइड्स और पॉलिस्टर के संश्लेषण के लिए पिघला हुआ पॉलीकंडेंसेशन व्यावहारिक रूप से एकमात्र औद्योगिक विधि है (उदाहरण के लिए, पॉलियामाइड-6,6और पॉलीथीन टैरीपिथालेट). यह एक आवधिक और निरंतर योजना के अनुसार किया जाता है। पहले मामले में, प्रक्रिया एक आटोक्लेव में की जाती है, जिसमें एक गर्म वाल्व के माध्यम से नाइट्रोजन के साथ तैयार बहुलक को निचोड़ा जाता है। निरंतर प्रक्रिया यू- और एल-आकार के साथ-साथ ट्यूबलर रिएक्टरों में की जाती है, जो पॉलिमर आउटलेट पर एक स्क्रू मिक्सर से सुसज्जित होती है, जो एक मोनोफिलामेंट के रूप में एक स्पिनरनेट के माध्यम से पिघल के प्रभावी मिश्रण और इसके बाहर निकालना सुनिश्चित करती है। रस्सी या फिल्म. ट्यूबलर उपकरण को स्टिरर की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि प्रक्रिया एक पतली परत में होती है।

प्रयोगशाला अभ्यास मेंपिघले पॉलीकंडेनसेशन द्वारा संश्लेषित पॉलियामाइड्स, पॉलिएस्टर, पॉलीहेटरोएरिलीन, ब्लॉक और यादृच्छिक कॉपोलिमर।

घोल में पॉलीकंडेनसेशन- पॉलीकंडेंसेशन की एक विधि जिसमें मोनोमर्स और परिणामी पॉलिमर एक ही चरण में समाधान में होते हैं। जब मोनोमर और (या) पॉलिमर प्रतिक्रिया माध्यम में आंशिक रूप से घुलनशील होते हैं तो विधि के विभिन्न प्रकार संभव होते हैं। उच्च मेगावाट वाले पॉलिमर प्राप्त करने के लिए, मोनोमर्स और पॉलिमर को, एक नियम के रूप में, प्रतिक्रिया माध्यम में पूरी तरह से भंग किया जाना चाहिए, जो दो या दो से अधिक सॉल्वैंट्स के मिश्रण का उपयोग करके या प्रतिक्रिया तापमान को बढ़ाकर प्राप्त किया जाता है। आमतौर पर यह प्रक्रिया 25-250°C पर की जाती है। परिणामी बहुलक थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर (मेटास्टेबल) समाधान या लियोट्रोपिक लिक्विड क्रिस्टल सिस्टम बना सकता है। इस तरह के घोल से पॉलिमर अवक्षेपित होने के बाद, इसे इस विलायक में दोबारा नहीं घोला जा सकता है। अवक्षेपित क्रिस्टलीय बहुलक में, जो प्रतिक्रिया समाधान में फूलता नहीं है, मैक्रोमोलेक्यूल्स की वृद्धि रुक ​​जाती है; एक अनाकार बहुलक में सूजन जारी रहती है। प्रतिक्रिया समाधान से पॉलिमर के अवक्षेपण से इसका क्रिस्टलीकरण हो सकता है।

विधि के लाभ: अपेक्षाकृत कम तापमान पर प्रक्रिया को अंजाम देने की क्षमता; उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने की विलायक की क्षमता; अच्छा गर्मी हस्तांतरण; फिल्मों और फाइबर के उत्पादन के लिए परिणामी बहुलक समाधानों के सीधे उपयोग की संभावना।

एक विशिष्ट विशेषता मोल पर विलायक की प्रकृति का प्रभाव है। परिणामी बहुलक का द्रव्यमान और संरचना। ऐसे उदाहरण हैं जब एक विलायक (पाइरीडीन, तृतीयक एमाइन, एन, एन-डाइमिथाइलएसिटामाइड, एन-मिथाइलपाइरोलिडोन, आदि) प्रतिक्रिया में बनने वाले एसिड को बांधता है। पर पॉलिएस्टरीकरणया पॉलिमिडेशन(तथाकथित स्वीकर्ता-उत्प्रेरक बहुसंघनन). विलायक और इसमें मौजूद अशुद्धियाँ, उदाहरण के लिए, एच 2 ओ, प्रतिकूल प्रतिक्रिया का कारण बन सकती हैं जिससे कार्यात्मक समूह अवरुद्ध हो सकते हैं। उनमें से एक विशेष स्थान चक्रीकरण द्वारा कब्जा कर लिया गया है, जिसकी तीव्रता प्रतिक्रिया समाधान की घटती एकाग्रता के साथ बढ़ती है।

प्रयोगशाला अभ्यास मेंविलयन पोलीमराइजेशन द्वारा विभिन्न प्रकार के यौगिकों का संश्लेषण किया जाता है कार्बो- और हेटरोचेन पॉलिमर, सहित। ऑर्गेनोलेमेंट (पॉलीएसिटिलीन, पॉलियामाइड्स, पॉलिएस्टर और पॉलिएस्टर, पॉलीसल्फोन, पॉलीहेटरोएरिलीन, पॉलीसिलोक्सेन, आदि)।

प्रौद्योगिकी और हार्डवेयर डिज़ाइन पॉलीकंडेनसेशन के प्रकार पर निर्भर करते हैं। समाधान में संतुलन (प्रतिवर्ती) पॉलीकंडेंसेशन में, प्रक्रिया 100-250 डिग्री सेल्सियस पर की जाती है और सॉल्वैंट्स का उपयोग किया जाता है जो परिणामी पॉलिमर को अच्छी तरह से भंग कर देता है, लेकिन कम आणविक प्रतिक्रिया उत्पादों को खराब रूप से भंग कर देता है। ऐसे सॉल्वैंट्स का क्वथनांक कम आणविक भार प्रतिक्रिया उत्पादों की तुलना में अधिक होना चाहिए। कभी-कभी सॉल्वैंट्स का उपयोग किया जाता है जो कम आणविक भार प्रतिक्रिया उत्पाद के साथ एज़ोट्रोपिक मिश्रण बनाते हैं, जिसका क्वथनांक विलायक से कम होता है ( एज़ोट्रोपिक पॉलीकंडेनसेशन). उद्योग में इस प्रक्रिया का उपयोग बहुत कम किया जाता है। कई पॉलिस्टरों के उत्पादन का पहला चरण, उदाहरण के लिए, पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट, समाधान में एक प्रकार का संतुलन पॉलीकंडेनेशन है, जब विलायक मोनोमर्स में से एक होता है (इस उदाहरण में, एथिलीन ग्लाइकॉल), जिसे अधिक मात्रा में लिया जाता है।

समाधान में कोई भी संतुलन (अपरिवर्तनीय) पॉलीकंडेनसेशन को निम्न और उच्च तापमान में विभाजित किया गया है - प्रक्रिया तापमान क्रमशः 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे और 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर (आमतौर पर 200 डिग्री सेल्सियस तक) होता है। घोल में कम तापमान वाले पॉलीकंडेनसेशन का एक प्रकार इमल्शन पॉलीकंडेंसेशन है, जब एक बहुलक का निर्माण जलीय-कार्बनिक विषम प्रणाली के कार्बनिक चरण में होता है। जारी HHa1 को जलीय चरण में क्षार धातुओं के कार्बोनेट या हाइड्रॉक्साइड के साथ बेअसर किया जाता है। उद्योग में, समाधान में नोइक्विलिब्रियम पॉलीकंडेंसेशन का उपयोग उत्पादन में किया जाता है पॉलियामाइड्स, पॉलीकार्बोनेट, पॉलीएरिलेट्स, पॉलीहेटरोएरिलीनऔर अन्य और एक आवधिक कार्यक्रम के अनुसार किए जाते हैं।

ठोस चरण में बहुसंघनन (ठोस चरण पॉलीकंडेनसेशन), पॉलीकंडेंसेशन की एक विधि जहां मोनोमर्स या ऑलिगोमर्स क्रिस्टलीय या ग्लासी अवस्था में होते हैं और एक ठोस बहुलक बनता है। एक प्रकार का ठोस-चरण पॉलीकंडेनेशन संभव है, जब इसके पाठ्यक्रम के दौरान शुरुआती पदार्थ पिघल जाते हैं या नरम हो जाते हैं। कई मायनों में (संचालन की स्थिति, प्रक्रिया पैटर्न), ठोस-चरण पॉलीकंडेंसेशन पिघल में पॉलीकंडेंसेशन के समान है। एलिफैटिक (-अमीनो एसिड) का ठोस-चरण पॉलीकंडेशन, जो प्रतिक्रिया के दौरान मोनोमर-पॉलिमर इंटरफ़ेस में वृद्धि के कारण ऑटोकैटलिसिस की उपस्थिति की विशेषता है, जिस पर मोनोमर अणु क्रिस्टल की तुलना में अधिक मोबाइल होते हैं। विस्तार से अध्ययन किया गया है।

इस विधि का उपयोग अत्यधिक प्रतिक्रियाशील मोनोमर्स से पॉलीहेटरोएरिलीन प्राप्त करने के लिए किया जाता है। एक सांचे में दबाव के तहत प्रक्रिया को अंजाम देते हुए, वे बहुलक संश्लेषण और उत्पाद मोल्डिंग को जोड़ते हैं। इस प्रकार, विशेष रूप से, मोनोलिथिक उत्पाद पॉलीइमाइड्स, पॉली (एरोलीन-) से प्राप्त होते हैं। बीआईएस-बेंज़िमिडाज़ोल्स)।

एक महत्वपूर्ण प्रकार का ठोस-चरण पॉलीकंडेंसेशन कई के गठन की प्रक्रिया का दूसरा चरण है पॉलीहेटरोएरिलीन, पहले से तैयार मध्यवर्ती उच्च-आणविक पॉलिमर (प्रीपोलिमर) से बनी फिल्मों या फाइबर में किया जाता है। यह इंट्रामोल्युलर पॉलीसाइक्लाइजेशन की एक थर्मल प्रक्रिया है, जो आमतौर पर मध्यवर्ती पॉलिमर (उदाहरण के लिए, पॉलियामाइड एसिड) के ग्लास संक्रमण तापमान से नीचे या ऊपर के तापमान पर अक्रिय गैस या वैक्यूम की धारा में की जाती है, लेकिन ग्लास संक्रमण तापमान या नरम तापमान से नीचे होती है। अंतिम पॉलीहेटरोएरिलीन का। कुछ मामलों में (उदाहरण के लिए, पॉलीहाइड्रेज़ाइड्स को पॉली-1,3,4-ऑक्साडियाज़ोल में बदलने के दौरान), चक्रीकरण के दौरान ग्लास संक्रमण तापमान में वृद्धि के कारण प्रक्रिया का गतिज अवरोध देखा जाता है; फिर तापमान में चरणबद्ध वृद्धि का सहारा लें। कभी-कभी पॉलीसाइक्लाइज़ेशन के साथ मैक्रोमोलेक्यूल्स के टर्मिनल कार्यात्मक समूहों में ठोस-चरण पॉलीकंडेनेशन होता है, जिससे पॉलिमर के आणविक भार में वृद्धि होती है।