პოლიესტერის წარმოება პოლიკონდენსაციის მეთოდით. პოლიესტერის წარმოების ტექნოლოგია

კომპიუტერი: 1 – დნობისას; 2 - ხსნარში; 3 - ემულსიაში; 4 - შეჩერებაში; 5 - ინტერფაზა.

2-4 მეთოდები უკვე განხილულია პოლიმერიზაციის რეაქციის შესწავლისას. ამიტომ, ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ დარჩენილ 2-ზე.

კომპიუტერი დნებაში.თუ საწყისი მასალები და პოლიმერი სტაბილურია დნობის ტემპერატურაზე, მაშინ რეაქცია ტარდება დნობაში ინერტული აირის ატმოსფეროში შემცირებული წნევით და სრულდება ვაკუუმში (ქვეპროდუქტების მოსაშორებლად).

ინტერფეისი კომპიუტერი.ეს რეაქცია ტარდება მონომერების ან (უფრო იშვიათად) თხევადი და აირის მდგომარეობაში მყოფი მონომერების 2 შეურევ ხსნარს შორის. ამ შემთხვევაში, პოლიმერი წარმოიქმნება მედიასაშუალებებს შორის ინტერფეისზე (საიდანაც იგი მუდმივად ამოღებულია) და ქვეპროდუქტები იხსნება ერთ-ერთ ფაზაში. Ამიტომაც ინტერფეისული კომპიუტერი - შეუქცევადი(და ქვეპროდუქტების მოცილება არ არის საჭირო) და შესაძლებელს ხდის ხაზოვანი პოლიმერების მიღებას მაღალი მმ-ით (500000-მდე).

9. PC რეაქცია ხშირად ტარდება კატალიზატორების თანდასწრებით, რომლებიც აჩქარებენ პროცესს და აბალანსებენ რეაქციას.

ლექცია No14 - პოლიმერული დიელექტრიკული მასალის დამზადება

(პოლიეთილენის მაგალითზე)

განვიხილოთ მაღალი წნევის პოლიეთილენის (LDPE) წარმოების ტექნოლოგიური ციკლის გამარტივებული სქემა.

ნედლეულის ინიციატორი ______________________

↓ ↓ ↓

→→→→→→→→ →

1 2 3 4 2 5 6 7 8 9

_________________ 

პოლიეთილენი ← ←← ← დანამატები

14 12 11

1 – ეთილენის მაღაზია. ეთილენის გაზის ქარხანა მდებარეობს რეაქტორთან ახლოს, რეაქციის შედეგად PE სინთეზისთვის პოლიმერიზაცია აირისებრ მონომერულ გარემოში. ეს ტექნიკური პოლიმერიზაციის მეთოდი უზრუნველყოფს ქიმიურად სუფთა პოლიმერს, რომელიც შესაფერისია დიელექტრიკის წარმოებისთვის. რეაქცია ტარდება ამაღლებულ წნევაზე პოლიმერის მოსავლიანობის გაზრდის მიზნით.

ეთილენის გაზი, მეშვეობით კოლექციონერი - 2, შემოდის დაბალი წნევის მიქსერი - 3სადაც ერევა ინიციატორიდაბალი წნევის დროს. (მაღალი წნევის ეთილენის პოლიმერიზაციის რეაქცია ინიცირებულია ჟანგბადით ან პეროქსიდებით).

შემდეგ, 1 ეტაპის კომპრესორი - 4, შეკუმშავს ნარევი, რის შემდეგაც იგი მეშვეობით მიქსერი - 5და მე-2 ეტაპის კომპრესორი - 6მიდის რეაქტორი - 8, რომელიც გამოყოფილია კომპრესორის საფეხურებისგან ცეცხლმჭერი - 7.

რეაქცია ხდება ტემპერატურაზე (200 - 300)˚Сდა წნევა (1,5 - 3) ათასი ატმოსფერო. რეაქტორში რეაქციული ნარევის ყოფნის დრო არაუმეტეს 30 წამისა. ეს აღწევს 15% ეთილენის კონვერტაცია. ურეაქციო ეთილენი გამოყოფილია პოლიმერისგან მაღალი გამყოფები - 9და დაბალი - 10 წნევა, რის შემდეგაც, მეშვეობით დაბრუნების ეთილენის გამწმენდი დანადგარები – 13და კოლექციონერები - 2მსახურობდა, შესაბამისად, ქ მიქსერი მაღალი - 5და დაბალი - 3 წნევა. რეაქტორში მიღებული PE შერეულია დანამატებიდა გრანულირებულივ 11 და შემდეგ მეშვეობით მტვრის შემგროვებელი - 12მიდის შეფუთვა - 14. Ოპერაციები 11 – 14 უწოდებენ საკონდიტროს.

LDPE წარმოება საშიშირიგი მიზეზების გამო: მაღალი წნევის აღჭურვილობის არსებობა, ეთილენის აფეთქების და აალების შესაძლებლობა პროცესის ხაზში გაჟონვის შემთხვევაში; ეთილენის და ინიციატორების ნარკოტიკული და ტოქსიკური ზემოქმედება ადამიანებზე. ჰაერში ეთილენის მაქსიმალური დასაშვები კონცენტრაციაა 50 მგ/მ 3 .

ლექცია 16 პოლიმერების ტრანსფორმაცია

პოლიმერების ელექტროფიზიკურ თვისებებზე გავლენას ახდენს არა მხოლოდ მოლეკულების ქიმიური სტრუქტურა და მათი მოქნილობა, არამედ მრავალი სხვა ფაქტორიც, რომელთა შორის განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მასალის სტრუქტურას. მაგალითად, თუ ვსაუბრობთ მექანიკურ სიძლიერეზე, ფიბრილები უფრო ძლიერია ვიდრე სფერულიტები. დიდი დიამეტრის სფერულიტები უფრო მყიფეა ვიდრე პატარები. აქედან გამომდინარე, აუცილებელია კრისტალიზაციის პირობების გააზრებული არჩევანი. მაგრამ ეს პრობლემის გამარტივებული ხედვაა, რადგან პოლიმერული დიელექტრიკის მორფოლოგია დამოკიდებულია არა მხოლოდ პოლიმერის სუპრამოლეკულურ სტრუქტურაზე. მასზე გავლენას ახდენს დამუშავების მეთოდი, მოდიფიკაციის მეთოდები (ანუ განზრახ ზემოქმედება პოლიმერზე მასალის თვისებების შესაცვლელად), ტემპერატურა და მრავალი სხვა, რასაც შეიძლება ეწოდოს ტერმინი "პოლიმერის ტრანსფორმაცია" გარე ფაქტორების გავლენის ქვეშ. წარმოების, შენახვისა და გამოყენების დროს.

ეს ტრანსფორმაცია არის სპონტანური, ხშირად არასასურველი (განადგურება, ჯვარედინი კავშირი) ან მიზანმიმართული (ჯვარედინი კავშირი, მოლეკულური გადაწყობა, პლასტიზირება) ცვლილება შემადგენლობის, სტრუქტურის და, შედეგად, პოლიმერების ელექტროფიზიკურ, ქიმიურ და მექანიკურ თვისებებში. .

პოლიმერების ქიმიური გარდაქმნების რეაქციები პირობითად შეიძლება დაიყოს 2 ძირითად ჯგუფად:

1 . არ იმოქმედებს პოლიმერის ხერხემალზე– ჯვარედინი კავშირი, ფუნქციური ჯგუფების ურთიერთქმედება და ა.შ.

2. ხდება პოლიმერული ხერხემლის ცვლილებით –

ა.ინტრამოლეკულური გადაწყობები, ბლოკის კოპოლიმერიზაცია და ა.შ.

ბ.ძირითადი პოლიმერული ჯაჭვის რღვევა მაკროფრაგმენტების წარმოქმნით (განადგურება) ან ცალკეული ბმულების თანდათანობითი გაწყვეტა (დეპოლიმერიზაცია).

გარდა ამისა, ცალკე გასათვალისწინებელია მყარი და თხევადი დიელექტრიკების ურთიერთდაშლა, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია გაჟღენთილი პოლიმერული იზოლაციის მიმართ.

პრაქტიკაში, სპონტანურად ვითარდება ქიმიური რეაქციებიშეუძლია ერთდროულად იმუშაოს:

______ _________ _______________ ____________ _______

___ _______________ __ |____________ ______ |_____________ ______

___________ _______ ___________ |______ ___ ______ |_______________

განადგურება crosslinking განადგურება და crosslinking

შედეგად, წარმოიქმნება სივრცითი და განშტოებული სტრუქტურები, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ელასტიურობას, ზრდის მტვრევადობას, ამცირებს ხსნადობას და ასევე მოქმედებს პოლიმერების ელექტრულ და მექანიკურ თვისებებზე.

კონდენსაცია არის პოლიმერული სინთეზური მასალების შექმნის საფუძველი: პოლივინილ ქლორიდი, ოლეფინები. მონომერების ძირითადი ვარიანტების გამოყენებისას შესაძლებელია მილიონობით ტონა ახალი პოლიმერული ნივთიერების მიღება კოპოლიკონდენსაციის გზით. ამჟამად, არსებობს სხვადასხვა მეთოდი, რომელიც საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ შექმნას ნივთიერებები, არამედ გავლენა მოახდინოს პოლიმერების მოლეკულური წონის განაწილებაზე.

პროცესის მახასიათებლები

პოლიკონდენსაციის რეაქცია არის პოლიმერის მიღების პროცესი პოლიფუნქციური მონომერების მოლეკულების ერთმანეთთან ეტაპობრივი დამატების გზით. ეს იწვევს დაბალი მოლეკულური წონის პროდუქტების გამოყოფას.

ამ პროცესის საფუძვლად შეიძლება ჩაითვალოს ქვეპროდუქტების იზოლაციის გამო, განსხვავებებია პოლიმერისა და ორიგინალური მონომერის ელემენტარულ შემადგენლობაში.

ამინომჟავის პოლიკონდენსაციის რეაქცია დაკავშირებულია წყლის მოლეკულების წარმოქმნასთან მეზობელი მოლეკულების ამინო და კარბოქსილის ჯგუფების ურთიერთქმედების დროს. ამ შემთხვევაში, რეაქციის პირველი ეტაპი დაკავშირებულია დიმერების წარმოქმნასთან, შემდეგ ისინი გადაიქცევიან მაკრომოლეკულურ ნივთიერებებად.

პოლიკონდენსაციის რეაქცია, რომლის მაგალითსაც ჩვენ განვიხილავთ, გამოირჩევა სტაბილური ნივთიერებების წარმოქმნის უნარით თითოეულ ეტაპზე. ამინომჟავების ურთიერთქმედებით მიღებული დიმერები, ტრიმერები და პოლიმერები შეიძლება იზოლირებული იყოს რეაქციის ნარევიდან ყველა შუალედურ ეტაპზე.

ასე რომ, პოლიკონდენსაცია არის ეტაპობრივი პროცესი. მისი ნაკადისთვის საჭიროა მონომერული მოლეკულები, რომლებიც მოიცავს ორ ფუნქციურ ჯგუფს, რომლებსაც შეუძლიათ ურთიერთქმედება ერთმანეთთან.

ფუნქციური ჯგუფების არსებობა ოლიგომერებს საშუალებას აძლევს რეაგირება მოახდინონ არა მხოლოდ ერთმანეთთან, არამედ მონომერებთან. ასეთი ურთიერთქმედება ახასიათებს პოლიმერული ჯაჭვის ზრდას. თუ ორიგინალურ მონომერებს აქვთ ორი ფუნქციური ჯგუფი, ჯაჭვი იზრდება ერთი მიმართულებით, რაც იწვევს ხაზოვანი მოლეკულების წარმოქმნას.

პოლიკონდენსაცია არის რეაქცია, რომელიც გამოიწვევს პროდუქტებს, რომლებსაც შეუძლიათ შემდგომი ურთიერთქმედება.

კლასიფიკაცია

პოლიკონდენსაციის რეაქცია, რომლის მაგალითიც შეიძლება დაიწეროს მრავალი ორგანული ნივთიერებისთვის, იძლევა წარმოდგენას მიმდინარე ურთიერთქმედების სირთულეზე.

ამჟამად, ასეთი პროცესები ჩვეულებრივ კლასიფიცირდება გარკვეული კრიტერიუმების მიხედვით:

• ბმულებს შორის კავშირის ტიპი;
• რეაქციაში მონაწილე მონომერების რაოდენობა;
• პროცესის მექანიზმი.

როგორ განსხვავდება პოლიკონდენსაციის რეაქცია ორგანული ნივთიერებების სხვადასხვა კლასისთვის? მაგალითად, პოლიამიდაციისას, ამინები და კარბოქსილის მჟავები გამოიყენება, როგორც საწყისი კომპონენტები. მონომერებს შორის ეტაპობრივი ურთიერთქმედების დროს შეინიშნება პოლიმერისა და წყლის მოლეკულების წარმოქმნა.

ესტერიფიკაციისას საწყისი მასალაა სპირტი და კარბოქსილის მჟავა, ხოლო ესტერის მიღების პირობა არის კონცენტრირებული გოგირდმჟავას გამოყენება კატალიზატორად.

როგორ ხდება პოლიკონდენსაცია? ურთიერთქმედების მაგალითები მიუთითებს იმაზე, რომ მონომერების რაოდენობის მიხედვით შეიძლება განვასხვავოთ ჰომო- და ჰეტეროპოლიკონდენსაცია. მაგალითად, ჰომოპოლიკონდენსაციის დროს, მსგავსი ფუნქციური ჯგუფების მქონე ნივთიერებები იმოქმედებენ მონომერებად. ამ შემთხვევაში კონდენსაცია არის საწყისი ნივთიერებების ერთობლიობა წყლის გამოყოფასთან. ამის მაგალითია რეაქცია რამდენიმე ამინომჟავას შორის, რომელიც წარმოქმნის პოლიპეპტიდს (ცილის მოლეკულას).

პროცესის მექანიზმი

ნაკადის მახასიათებლების მიხედვით განასხვავებენ შექცევად (ბალანსირებულ) და შეუქცევად (არაწონასწორობის) პოლიკონდენსაციას. ასეთი დაყოფა შეიძლება აიხსნას დესტრუქციული რეაქციების არსებობით ან არარსებობით, რომლებიც მოიცავს დაბალი მოლეკულური წონის პროცესების გამოყენებას, მონომერების განსხვავებულ აქტივობას და ასევე იძლევა განსხვავებებს კინეტიკურ და თერმოდინამიკურ ფაქტორებში. ასეთი ურთიერთქმედებები ხასიათდება დაბალი წონასწორობის მუდმივებით, პროცესის დაბალი სიჩქარით, რეაქციის დროით და მაღალი ტემპერატურით.

ხშირ შემთხვევაში, შეუქცევადი პროცესები ხასიათდება მაღალი რეაქტიული მონომერების გამოყენებით.

ამ ტიპის მონომერის გამოყენებით პროცესის მაღალი სიჩქარე ხსნის ხსნარში დაბალი ტემპერატურისა და ინტერფეისული პოლიკონდენსაციის არჩევანს. პროცესის შეუქცევადობა განპირობებულია სარეაქციო ნარევის დაბალი ტემპერატურით, დაბალაქტიური ქიმიური ნივთიერების მიღებით. IN ორგანული ქიმიაასევე არსებობს არათანაბარი პოლიკონდენსაციის ვარიანტები, რომლებიც წარმოიქმნება დნობის დროს მაღალ ტემპერატურაზე. ასეთი პროცესის მაგალითია დიოლებიდან და პოლიესტერების დიჰალოგენური წარმოებულებიდან მიღების პროცესი.

კაროტერსის განტოლება

პოლიკონდენსაციის სიღრმე დაკავშირებულია რეაქციის გარემოდან დაბალი მოლეკულური წონის პროდუქტების ამოღების სიზუსტესთან, რაც ხელს უშლის პროცესის გადაადგილებას პოლიმერული ნაერთის წარმოქმნისკენ.

არსებობს კავშირი პროცესის სიღრმესა და პოლიმერიზაციის ხარისხს შორის, რომელიც გაერთიანდა მათემატიკურ ფორმულაში. პოლიკონდენსაციის რეაქციის დროს ქრება ორი ფუნქციური ჯგუფი და ერთი მონომერის მოლეკულა. ვინაიდან პროცესის დროს მოლეკულების გარკვეული რაოდენობა მოიხმარება, რეაქციის სიღრმე დაკავშირებულია რეაგირების ფუნქციური ჯგუფების პროპორციასთან.

რაც უფრო დიდია ურთიერთქმედება, მით უფრო მაღალი იქნება პოლიმერიზაციის ხარისხი. პროცესის სიღრმე ხასიათდება რეაქციის ხანგრძლივობით, მაკრომოლეკულების ზომით. რა განსხვავებაა პოლიმერიზაციასა და პოლიკონდენსაციას შორის? უპირველეს ყოვლისა, ნაკადის ბუნება, ისევე როგორც პროცესის სიჩქარე.

პროცესის შეწყვეტის მიზეზები

პოლიმერული ჯაჭვის ზრდის შეჩერება გამოწვეულია ქიმიური და ფიზიკური ხასიათის სხვადასხვა მიზეზით. როგორც ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც ხელს უწყობენ პოლიმერული ნაერთის სინთეზის პროცესის შეჩერებას, გამოვყოფთ:

• საშუალების სიბლანტის გაზრდა;
• დიფუზიის პროცესის შენელება;
• ურთიერთქმედება ნივთიერებების კონცენტრაციის შემცირება;
• ტემპერატურის ვარდნა.

რეაქციის საშუალების სიბლანტის მატებასთან ერთად, ისევე როგორც ფუნქციური ჯგუფების კონცენტრაციის შემცირებით, მცირდება მოლეკულების შეჯახების ალბათობა, რასაც მოჰყვება ზრდის პროცესის შეჩერება.

პოლიკონდენსაციის დათრგუნვის ქიმიურ მიზეზებს შორის წამყვანია:

• შეცვლა ქიმიური შემადგენლობაფუნქციური ჯგუფები;
• მონომერების არაპროპორციული რაოდენობა;
• დაბალი მოლეკულური წონის რეაქციის პროდუქტის სისტემაში არსებობა;
• ბალანსი წინა და საპირისპირო რეაქციებს შორის.

კინეტიკის სპეციფიკა

პოლიმერიზაციისა და პოლიკონდენსაციის რეაქციები დაკავშირებულია ურთიერთქმედების სიჩქარის ცვლილებასთან. მოდით გავაანალიზოთ ძირითადი კინეტიკური პროცესები პოლიესტერიფიკაციის პროცესის მაგალითის გამოყენებით.

მჟავა კატალიზი ორ ეტაპად მიმდინარეობს. პირველ რიგში, შეინიშნება მჟავის პროტონაცია, საწყისი რეაგენტი, მჟავის მიერ, რომელიც მოქმედებს როგორც კატალიზატორი.

რეაგენტის მიერ ალკოჰოლის ჯგუფის შეტევის დროს შუალედური იშლება რეაქციის პროდუქტად. პირდაპირი რეაქციის გასაგრძელებლად მნიშვნელოვანია წყლის მოლეკულების დროული ამოღება რეაქციის ნარევიდან. თანდათან შეიმჩნევა პროცესის სიჩქარის დაქვეითება, რაც გამოწვეულია ნათესავის ზრდით მოლეკულური წონაპოლიკონდენსაციის პროდუქტი.

მოლეკულების ბოლოებზე ფუნქციური ჯგუფების ექვივალენტური რაოდენობით გამოყენების შემთხვევაში, ურთიერთქმედება შეიძლება განხორციელდეს დიდი ხნის განმავლობაში, სანამ არ შეიქმნება გიგანტური მაკრომოლეკულა.

პროცესის პარამეტრები

პოლიმერიზაცია და პოლიკონდენსაცია მნიშვნელოვანი პროცესებია, რომლებიც გამოიყენება თანამედროვე ქიმიურ წარმოებაში. პოლიკონდენსაციის პროცესის განსახორციელებლად რამდენიმე ლაბორატორიული და სამრეწველო მეთოდი არსებობს:

• ხსნარში;
• დნობისას;
• ინტერფეისული პროცესის სახით;
• ემულსიაში;
• მატრიცებზე.

დნობის რეაქციები აუცილებელია პოლიამიდების და პოლიესტერების წარმოებისთვის. ძირითადად, წონასწორული პოლიკონდენსაცია დნობაში მიმდინარეობს ორ ეტაპად. პირველ რიგში, ურთიერთქმედება ხორციელდება ვაკუუმში, რომელიც თავიდან აიცილებს მონომერების თერმული ჟანგვის დეგრადაციას, ისევე როგორც პოლიკონდენსაციის პროდუქტებს, უზრუნველყოფს რეაქციის ნარევის თანდათანობით გათბობას და დაბალი მოლეკულური წონის პროდუქტების სრულ მოცილებას.

მნიშვნელოვანი ფაქტები

რეაქციების უმეტესობა ტარდება კატალიზატორის გამოყენების გარეშე. რეაქციის მეორე ეტაპზე დნობის ვაკუუმირებას თან ახლავს პოლიმერის სრული გაწმენდა, ამიტომ არ არის საჭირო დამატებითი დამუშავების შრომატევადი პროცესი. დაუშვებელია ტემპერატურის მკვეთრი მატება ურთიერთქმედების პირველ ეტაპზე, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს მონომერების ნაწილობრივი აორთქლება, ურთიერთქმედება რეაგენტების რაოდენობრივი თანაფარდობის დარღვევა.

პოლიმერიზაცია: მახასიათებლები და მაგალითები

ეს პროცესი ხასიათდება ერთი საწყისი მონომერის გამოყენებით. მაგალითად, ასეთ რეაქციას შეუძლია პოლიეთილენის წარმოქმნა საწყისი ალკენისგან.

პოლიმერიზაციის თავისებურებაა დიდი პოლიმერული მოლეკულების წარმოქმნა განმეორებადი სტრუქტურული ერთეულების მოცემული რაოდენობით.

დასკვნა

პოლიკონდენსაციის საშუალებით შეგიძლიათ მიიღოთ ბევრი პოლიმერი, რომლებიც მოთხოვნადია სხვადასხვა თანამედროვე ინდუსტრიებში. მაგალითად, ამ პროცესის დროს შესაძლებელია ფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისების იზოლირება. ფორმალდეჰიდისა და ფენოლის ურთიერთქმედება პირველ ეტაპზე თან ახლავს შუალედური ნაერთის (ფენოლის სპირტი) წარმოქმნას. შემდეგ შეინიშნება კონდენსაცია, რაც იწვევს მაღალი მოლეკულური წონის ნაერთის - ფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისის წარმოქმნას.

პოლიკონდენსაციის შედეგად მიღებულმა პროდუქტმა იპოვა თავისი გამოყენება მრავალი თანამედროვე მასალის შექმნაში. ამ ნაერთზე დაფუძნებულ ფენოპლასტებს აქვთ შესანიშნავი თბოიზოლაციის მახასიათებლები, ამიტომ ისინი მოთხოვნადია მშენებლობაში.

პოლიესტერები, პოლიკონდენსაციის შედეგად მიღებული პოლიამიდები გამოიყენება მედიცინაში, ტექნოლოგიასა და ქიმიურ წარმოებაში.

პოლიესტერის პირველი ნახსენები 1833 წლით თარიღდება, როდესაც მეცნიერებმა გეი-ლუსაკმა და პელუზამ მოახდინეს ლაქტური მჟავაზე დაფუძნებული პოლიესტერის სინთეზირება. 1901 წელს სმიტმა პირველმა მოახდინა პოლიესტერების სინთეზი ფტალინის მჟავისა და გლიცეროლის საფუძველზე და ასევე აღმოაჩინა მათი გამოყენება ჩამოსხმის კომპოზიციებში. 1941 წელს ვინფილდმა და დიქსონმა მოახდინეს პოლიეთილენის ტერეფტალატი (PET) სინთეზირებული, რომლის წარმოება თანამედროვე მსოფლიოში 68 მილიონი ტონაა წელიწადში.

პოლიურეთანის ინდუსტრიაში წამყვანი როლი უკავია პოლიეთერებს (80%), მიუხედავად ამისა, პოლიესტერებს აქვთ სპეციფიკური გამოყენება მათი უნიკალური თვისებების გამო. პოლიესტერზე დაფუძნებული პოლიურეთანის მაღალი აბრაზიული წინააღმდეგობა, აგრეთვე გამხსნელების მიმართ ქიმიური წინააღმდეგობა განაპირობებს მათ ფართო გამოყენებას საფარებსა და ფეხსაცმლის ძირებში. არომატული პოლიესტერების მაღალი თერმული და ჟანგვითი სტაბილურობა გამოიყენება ხისტი იზოციანურატის ქაფის წარმოებაში. დრეკადობის და დაჭიმვის უნარმა განაპირობა პოლიესტერების გამოყენება კომპონენტებში მოქნილი ქაფის წარმოებისთვის.

პოლიესტერები მიიღება დიკარბოქსილის მჟავებს (ასევე მათ წარმოებულებს - ეთერებსა და ანჰიდრიდებს) და დიოლებს (ან პოლიოლებს) შორის პოლიკონდენსაციის რეაქციით, აგრეთვე პოლიმერიზაციის რეაქციით, ციკლური ეთერების - ლაქტონების და ციკლური რგოლების გახსნის შედეგად. კარბონატები.

განვიხილოთ პოლიესტერების ძირითადი კლასები:

ხაზოვანი და მსუბუქად განშტოებული ალიფატური პოლიესტერები

ალიფატური პოლიესტერები წარმოიქმნება ორფუძიანი კარბოქსილის მჟავას (ადიპიური, სებაციური, გლუტარის) პოლიკონდენსაციის რეაქციის შედეგად გლიკოლებთან (დიეთილენგლიკოლი, ეთილენგლიკოლი, პროპილენგლიკოლი, 1,4-ბუტანედიოლი, 1,6-ჰექსანდიოლი) და განშტოების აგენტი. (გლიცერინი, ტრიმეთილოლ პროპანი და პენტაერიტრიტოლი). პოლიეთერებისგან განსხვავებით, პოლიესტერებს აქვთ მოლეკულური წონის ფართო განაწილება.

ალიფატური პოლიესტერები ყველაზე ხშირად ცვილისებრი მყარია, დნობის წერტილით დაახლოებით 60°C. გამონაკლისია დიეთილენ გლიკოლი და 1,2-პროპილენგლიკოლი, რომლებიც ქმნიან თხევად პოლიესტერებს. პოლიესტერებზე დაფუძნებული პოლიურეთანის ჰიდროლიზისადმი წინააღმდეგობა იზრდება პოლიესტერის ჯაჭვის გახანგრძლივებასთან ერთად, რადგან მცირდება ნარჩენი მჟავიანობა და კატალიზატორის დონე, იზრდება ჯაჭვის განშტოება და პოლიესტერის ბმების რაოდენობა. ის ასევე ამცირებს პოლიურეთანის შეშუპებას გამხსნელებში და ზეთებში.

თერმოპლასტიკისთვის გამოიყენება ცვილისებრი პოლიესტერები, რომლებიც დაფუძნებულია ადიპინის მჟავაზე, ეთილენგლიკოლზე, 1,4 ბუტანდიოლზე და 1,6 ჰექსანდიოლზე. მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმების არსებობის გამო, პოლიესტერები აჩვენებენ უფრო მაღალ ფიზიკურ და მექანიკურ თვისებებს, ვიდრე მარტივი პოლიესტერები. თუმცა, არის ნაკლოვანებებიც, მაღალი ტენიანობისა და ტემპერატურის დროს პოლიესტერებზე დაფუძნებული თერმოპლასტიკები ექვემდებარება მიკრობიოლოგიურ შეტევას. ეს ზღუდავს მათ გამოყენებას ტროპიკულ კლიმატში. თერმოპლასტიკების გამოყენება ასევე შეზღუდულია ცივ კლიმატში დაბალი მოქნილობის გამო ნულამდე ტემპერატურაზე.

ელასტიური ქაფებისთვის გამოიყენება თხევადი პოლიესტერები მოლეკულური მასით 2000-დან 3000 გ/მოლამდე და ფუნქციონალურობით 2,05 - 2,2 ადიპინის მჟავასა და დიეთილენგლიკოლზე დაფუძნებული, ასევე გამოიყენება ჯაჭვის გამყოფები - გლიცეროლი, ტრიმეთილოლ პროპანი და პენტაერიტრიტოლი. პოლიესტერებს აქვთ უფრო მაღალი სიბლანტე, ვიდრე პოლიეთერები, რაც ხელს უწყობს უჯრედის სტაბილიზაციას ქაფის ზრდის დროს. პირველადი ჰიდროქსილის ჯგუფები ასტიმულირებენ ადრეულ გელაციას, როდესაც ქაფი ამოდის. ამიტომ, პოლიესტერების გამოყენებისას საჭიროა ნაკლები ამინის კატალიზატორი.

მოქნილი PU ქაფის პირველი სამრეწველო კლასები მზადდებოდა მსუბუქად განშტოებული პოლიესტერებისა და TDI-სგან. ელასტიური პოლიურეთანის ქაფი ამჟამად გამოიყენება ლამინირებული ქსოვილების, ჩემოდნების, ჩანთების და მანქანის ინტერიერის მოპირკეთებული ნაწილების წარმოებაში, რომლებიც უნდა იყოს გამხსნელებისადმი მდგრადი და გაზრდილი სიმტკიცე.

2000 გ/მოლ მოლეკულური წონის პოლიესტერების სტანდარტული კლასების საფუძველზე მიიღება მასალები 150-300% ფარდობითი დრეკადობით, ქაფის სიმკვრივისა და ფორმულირების მიხედვით. TDI 80/20-ის საფუძველზე მიღებულ უფრო რბილ პოლიურეთანის ქაფებს, იზოციანატის ინდექსით 90-98, აქვთ დრეკადობა შესვენებისას 350-450% და ძირითადად გამოიყენება ქსოვილის დუბლიკაციისთვის. ტიპიური ნახევრად ხისტი ბლოკის PUF წარმოიქმნება TDI-ის რეაქციის შედეგად სტანდარტული პოლიესტერისა და მაღალგანტოტვილი პოლიესტერის 50:50 ნაზავით.

პოლიესტერები ასევე გამოიყენება პოლიურეთანის ადჰეზივების საწყისი მასალად. როგორც ჰიდროქსილის შემცველი ნაერთები, პოლიესტერი გამოიყენება, მაგალითად, სებაცინის მჟავის, გლიცეროლის და გლიკოლის საფუძველზე. TDI, MDI, TDI-ს რეაქციის პროდუქტები ტრიმეთილოლპროპანთან და სხვა პოლიჰიდრულ სპირტებთან ერთად გამოიყენება იზოციანატებად.

არომატული პოლიესტერები.

არომატული პოლიესტერები გამოიყენება ხისტი პოლიურეთანის და პოლიიზოციანატის ქაფებში.

მაღალჯვარედინიანი სწრაფი პოლიიზოციანატის PIR ქაფის შემუშავებამ გამოიწვია პოლიესტერების აქტიური გამოყენება, ვინაიდან პოლიესტერის მაღალი ფუნქციონირება არ არის საჭირო, ჯვარედინი კავშირი უზრუნველყოფილია იზოციანურატების მიერ. პოლიიზოციანურატის ქაფი არის ჰიბრიდული სტრუქტურები, რომლებიც შეიცავს როგორც პოლიურეთანის ჯგუფებს, ასევე იზოციანურატის რგოლებს. იზოციანატის ინდექსი არის 200-დან 300-მდე და ზემოთ. PIR ქაფებს აქვთ უფრო მაღალი ოპერაციული ტემპერატურა 140⁰С 100⁰С-სთან შედარებით და ცეცხლის გავრცელების დაბალი სიჩქარე.

PIR-ის მთავარი უპირატესობა - ღია ცეცხლისადმი წინააღმდეგობის გაწევა - განპირობებულია მაღალი ალი ტემპერატურის ზემოქმედებით კარბონირებული მასალის ბადის წარმოქმნით, რომელიც ინარჩუნებს ორიგინალური ქაფის მაკროსტრუქტურას. ეს მასალა (ქაფის კოქსი) ნადგურდება ძალიან ნელა, ასრულებს ბარიერის როლს, რომელიც ხელს უშლის ცეცხლის გავრცელებას. გარდა ამისა, წვის დროს კოქსის წარმოქმნის გამო გაცილებით ნაკლები სითბო გამოიყოფა. ურეთანის სტრუქტურები იშლება 200⁰C ტემპერატურაზე და კოქსის 20%, ხოლო იზოციანურატის სტრუქტურები იშლება 325⁰C ტემპერატურაზე და კოქსი 50%.

თერმული სტაბილურობა და კოქსირება ასევე დამოკიდებულია პოლიოლის სტრუქტურაზე. არომატული სტრუქტურები ნაკლებად აალებადია, ვიდრე ალიფატური. ყოველივე ამან გამოიწვია არომატული პოლიესტერების გავრცელება დაბალი ფუნქციონალურობით, დაბალი სიბლანტით და დაბალი ღირებულებით.

PET-ზე დაფუძნებული პოლიესტერები გამოიყენება ხისტი PUR ქაფებისთვის: მაგალითად, პოლიესტერი ექვივალენტური მასით 181 გ/მოლი, ფუნქციონალობა 2.3, ჰიდროქსილის ღირებულება 295-335 მგKOH/g და სიბლანტე 8000-10000 mPa.s 25°C.

PIR ქაფის წარმოებისთვის, PET-ზე დაფუძნებული პოლიესტერი ექვივალენტური მასით 238 გ/მოლი, ფუნქციონალობა 2, ჰიდროქსილის რაოდენობა 230-250 მგKOH/g და სიბლანტე 2700-5500 mPa.s 25°-ზე. C გამოიყენება.

ფთალიუმის ანჰიდრიდზე დაფუძნებული არომატული პოლიესტერების გამოყენება სწრაფ PIR/PUR ქაფებში იწვევს კარგ ფიზიკურ და მექანიკურ თვისებებს, დაბალი კვამლის გამომუშავებას, თერმული სტაბილურობას და ხანძარსაწინააღმდეგოობას. ფტალის ანჰიდრიდზე დაფუძნებული პოლიესტერების ცუდი თავსებადობის პრობლემა ქაფის აგენტებთან წყდება მცენარეული ზეთების შემადგენლობაში შეყვანით, სისტემებში ემულგატორების, ამინების და პოლიეთერების გამოყენებით.

PIR პანელების წარმოებისთვის ძირითადად გამოიყენება FA-ზე დაფუძნებული არომატული პოლიესტერები შემდეგი პარამეტრებით: ჰიდროქსილის რაოდენობა 190-დან 320 მგ KOH/გ-მდე, ფუნქციონალობა 2 - 2,4, მჟავას რაოდენობა 1,0 მგ KOH/გ-ზე ნაკლები, სიბლანტე (25 °). გ) 2000-დან 9000 mPa.s-მდე

პოლიკაპროლაქტონები- წარმოიქმნება დ-კაპროლაქტონების რგოლების გახსნის გამო ინიციატორებისა და კატალიზატორების თანდასწრებით. პოლიკაპროლაქტონებს აქვთ ბევრად უფრო ვიწრო მოლეკულური წონის განაწილება, ვიდრე პოლიესტერები, რომლებიც დაფუძნებულია ორბაზის კარბოქსილის მჟავებზე და დაბალი სიბლანტეზე. პოლიკაპროლაქტონების სისტემაში შეყვანა შესაძლებელს ხდის მაღალი ჰიდროლიზური სტაბილურობის მიღწევას შედარებით ხანგრძლივი განმეორებადი ჰიდროფობიური სეგმენტების არსებობის (CH 2) n და საჭირო ელასტიურობის გამო დაბალ ტემპერატურაზეც კი; თუმცა, მათი გამოყენება ინდუსტრიაში შეზღუდულია მათი მაღალი სიძლიერით. ღირებულება.

პოლიკაპროლაქტონები ძირითადად გამოიყენება მაღალი სიმყარის ორკომპონენტიან საღებავებში. ამ სფეროში ისინი კონკურენციას უწევენ პოლიესტერის პოლიოლებს, რომლებიც ნაკლებად ძვირია. პოლიკაპროლაქტონის პოლიესტერები ასევე გამოიყენება როგორც სეგმენტები სხვა პოლიმერებში. მაგალითად, ისინი რეკომენდირებულია გამოსაყენებლად კათიონური ელექტროდეპოზიციის საღებავის ფორმულირებაში, ეპოქსიდის პლასტიფიკაციისთვის ან როგორც რბილი სეგმენტები პოლიურეთანის დისპერსიებში.

პოლიკარბონატები

პოლიკარბონატები არის უაღრესად გამჭვირვალე, სითბოს მდგრადი, აქვთ კარგი მექანიკური თვისებები, არ ექვემდებარება ჰიდროლიზს, რადგან არ არსებობს კატალიზურად აქტიური კარბოქსილის ჯგუფები. პოლიკარბონატები ოთახის ტემპერატურაზე არის მყარი, მასის მიხედვით, დნობის წერტილი 40-60⁰С დიაპაზონშია.

მაღალი მოლეკულური წონის პოლიკარბონატები გამოიყენება შენობის ნაწილებისა და სტრუქტურების შეღებვისთვის, მანქანის დეკორაციისთვის და ელექტრონიკაში. დაბალი მოლეკულური წონის პოლიკარბონატები 1000-4000 გ/მოლი უფრო დიდი ინტერესია LC ინდუსტრიისთვის. ისინი კურნდებიან ალიფატური და ციკლოალიფატური პოლიიზოციანატების დამატებით პროდუქტებით. შედეგი არის პროდუქტები მაღალი ამინდის წინააღმდეგობით.

ოლიგოეთერაკრილატები

პროდუქტები, რომლებიც დაფუძნებულია ჰიდროქსილით დამთავრებულ პოლიესტერებზე აკრილის მჟავის თანდასწრებით. ასეთი ორმაგი შემაკავშირებელი პროდუქტები გამოიყენება ულტრაიისფერი სხივების სამკურნალო საღებავებში. რადიკალური პოლიმერიზაციის შედეგად UV ინიციატორების თანდასწრებით, პროდუქტები ჯვარედინდება, რაც ქმნის რეგულარულ ქსელურ სტრუქტურას. საფარის თვისებებზე გავლენას ახდენს პოლიესტერის სეგმენტის ზომა და შემადგენლობა. განშტოებული პოლიესტერები დაბალი მოლეკულური მასით ქმნიან მკვრივ ქსელურ სტრუქტურებს, ხოლო გრძელი ალიფატური ჯაჭვები იწვევს ფირის ელასტიურობას.

კონტაქტში

ᲜᲔᲓᲚᲔᲣᲚᲘ

ეთილენგლიკოლი
გლიცერინი
ფტალის ანჰიდრიდი
დიეთილენ გლიკოლი
ალილენის ალკოჰოლი
1,2-პროპილენგლიკოლი
4,4"-დიჰიდროქსიდიფენილ-2-პროპანი
ტერეფტალის მჟავა
მალეინის ანჰიდრიდი
დიპროპილენ გლიკოლი
ფუმარინის მჟავა
მეტაკრილის მჟავა

პოლიესტერმალეატების წარმოების სქემა:
1 - რეაქტორი; 2,3 - მაცივრები; 4 - კონდენსატის კოლექტორი; 5 - ვაკუუმური ტუმბო;
6.11 - ფილტრი; 7 - მიქსერი; 8 - მერნიკ-დისპენსერი; 9 - ტუმბო; 10 - ტევადობა
სტირონი; 12 - კონტეინერი
ეთილენგლიკოლი (ან სხვა პოლიჰიდრული სპირტი) შეედინება
ემალირებული ან უჟანგავი ფოლადის რეაქტორი 1,
აღჭურვილია სარევით, ჟაკეტი გათბობისა და გაგრილებისთვის, რევერსი
მაცივარი 2 და გაცხელებულია 60-70 °C-მდე. გადის ნახშირორჟანგი
ან აზოტი და თანდათანობით, მორევით, ჩატვირთეთ მყარი მჟავები და
რეაქციის კატალიზატორი. ტემპერატურა იზრდება 160-210 ° C-მდე და შენარჩუნებულია
ის 6-30 საათის განმავლობაში, NPEF-ის სინთეზირებული ბრენდის მიხედვით.
გამოთავისუფლებული წყალი გაზის დინებით გამოიდევნება რეაქციის სფეროდან და გადის
ქულერი 2, კონდენსირდება ქულერ 3-ში და გროვდება კოლექტორში
კონდენსატი 4. წყლის ორთქლთან ერთად გაზი ნაწილობრივ ატარებს გლიკოლს, რომელიც
გაციების შემდეგ მაცივარში 2, სადაც ტემპერატურა შენარჩუნებულია ზემოთ
100 °C, დრენაჟი ისევ რეაქტორ 1-ში.
როგორც წესი, პოლიკონდენსაცია წყდება მჟავას რიცხვით
სარეაქციო ნარევი 20-45 მგ KOH/გ. მზა NPEF, გაცივებული 70 °C-მდე,
შეედინება მიქსერ 7-ში, სადაც მონომერი წინასწარ არის მიწოდებული ავზიდან
10 ფისის 30-55% წონით ოდენობით.
ნაადრევი კოპოლიმერიზაციის თავიდან ასაცილებლად
მიქსერი და შემდგომი შენახვისას 0,01-0,02%
ჰიდროქინონი. 2-4 საათის შემდეგ მორევისა და გაგრილების შემდეგ
ერთგვაროვანი გამჭვირვალე ნარევი იფილტრება ფილტრ 11-ზე და შეედინება კონტეინერში
12.

პოლიეთილენ ტერეფტალატი

დიმეთილ ტერეფტალატი იტვირთება რეაქტორ 1-ში, თბება 140 °C-მდე და
თუთიის აცეტატის ხსნარი ეთილენგლიკოლში გაცხელებულ 125 °C-მდე.
ინტერესტერიფიკაცია ტარდება აზოტის ან ნახშირორჟანგის ნაკადში 200-230 °C ტემპერატურაზე 4-6 საათის განმავლობაში.რეაქტორი აღჭურვილია შეფუთული სვეტით 2, რომელიც
ემსახურება ეთილენგლიკოლისა და მეთილის სპირტის ორთქლის გამოყოფას.
მეთილის სპირტი მაცივრიდან 3 გროვდება მიმღებ 4-ში და
სუბლიმირებული დიმეთილ ტერეფტალატი ირეცხება სვეტში ეთილენგლიკოლით
საქშენიდან და დაბრუნდა რეაქტორში. მეთილის გამოხდის შემდეგ
ალკოჰოლი, რეაქტორში ტემპერატურა იზრდება 260-280 ° C-მდე და იხსნება
ჭარბი ეთილენგლიკოლი. გამდნარი დიგლიკოლის ტერეფტალატი
ლითონის საწურით 5 ჩაედინება რეაქტორში 6. მას შემდეგ
დატვირთვა 0,5-1 სთ ქმნის ვაკუუმს (ნარჩენი წნევა 267 Pa).
პოლიკონდენსაცია ტარდება 280 °C ტემპერატურაზე 3-5 საათის განმავლობაში
მოცემული სიბლანტის დნება. გამოთავისუფლებული ეთილენგლიკოლი გამოხდილი ხდება,
შედედება მაცივარში 7 და შეაგროვეთ მიმღებში 8.
მდნარი PET გამოწურულია რეაქტორიდან ზეწოლის ქვეშ მყოფი აზოტით.
ჩაჭრილი ხვრელი ფილმის სახით ბარაბანი 9, მოთავსებულია აბაზანაში
წყალი. გაცივებულ ფილმს ჭრიან მანქანაზე 10 და ნამსხვრევების სახით
მიდის გაშრობაზე და შეფუთვაზე.
პოლიეთილენ ტერეფტალატის წარმოების სქემა:
1.6 - რეაქტორები; 2 - შეფუთული სვეტი; 3.7 - მაცივრები; 4.8-
მიმღებები; 5 - ფილტრი; 9 - გაცივებული ბარაბანი; 10 - გამანადგურებელი

პოლიკარბონატი

ფოსგენაციის მეთოდი
ინტერესტერიფიკაციის მეთოდი

პოლიკარბონატის წარმოების სქემა პერიოდული მეთოდით:
1 - რეაქტორი; 2, 6 - მაცივრები; 3 - გამრეცხი; 4 - აპარატი
დეჰიდრატაციისთვის; 5 - შეფუთული სვეტი; 7 - ნალექი; 8 -
ფილტრი; 9 - საშრობი; 10 - გრანულატორი
რეაქტორ 1-ში, რომელიც აღჭურვილია ბალიშის შემრევით (8-12 rpm),
ჩატვირთეთ DFP, მეთილენ ქლორიდის 10% ტუტე ხსნარი,
კატალიზატორი (მეოთხეული ამონიუმის მარილი) და
შემდეგ ფოსგენი შეჰყავთ შერეულ ნარევში 20-25°C ტემპერატურაზე.
პოლიკონდენსაცია ტარდება 7-8 საათის განმავლობაში აზოტის ატმოსფეროში
ან არგონი, ვინაიდან ფენოლატები იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით.
რეაქციის შედეგად გამოთავისუფლებული სითბო ამოღებულია სიცივით
წყალი მიეწოდება რეაქტორის ჟაკეტს და აორთქლდება
მეთილენ ქლორიდი, რომელიც კონდენსაციის შემდეგ მაცივარში
2 უბრუნდება რეაქტორს.
წარმოქმნისას პოლიმერი იხსნება მეთილენქლორიდში.
ბლანტი 10% ხსნარი შედის გამრეცხი 3, სადაც, ზე
მორევა ანეიტრალებს მარილმჟავას ხსნარით და
დაყოფილია ორ ეტაპად. წყლის ფაზა შეიცავს
დაიშალა ნატრიუმის ქლორიდი, გამოაცალკევეს და გადაისხა ხაზში
ჩამდინარე წყლები. ორგანული ფაზა რამდენჯერმე ირეცხება წყლით
(წყლიანი ფაზა გამოიყოფა ყოველი გარეცხვის შემდეგ) და იკვებება
დეჰიდრატაცია აპარატში 4. წყლის ორთქლი გადის
შეფუთული სვეტი 5, კონდენსირება მაცივარში 6 და
შედი წყლის რეზერვუარში. კომპიუტერის ხსნარი იკვებება ნალექში 7, in
რომელშიც PC ნალექია მეთილის სპირტით ან აცეტონით. დან
კომპიუტერის სუსპენზია გამოყოფილია 8 ფილტრზე და ფხვნილის სახით
იგზავნება საშრობში 9, შემდეგ კი გრანულატორში 10 მოსაპოვებლად
გრანულები. გრანულები ან უფეროა, ან აქვთ ღია ყავისფერი ფერი. გამხსნელისა და ნალექის ნარევი შედის
რეგენერაცია.

უწყვეტი მეთოდით პოლიკარბონატის წარმოების სქემა:
1,2, 3 - რეაქტორები; 4.6 - მოწყობილობები გამოყოფისთვის; 5 - მოპოვება
სვეტი; 7 - გაშიშვლების სვეტი; 8, 10 - მაცივრები; 9 - ნალექი
სვეტი
კომპიუტერის წარმოების უწყვეტი მეთოდით, ყველა კომპონენტი არის წყალხსნარი
ნატრიუმის დიფენოლატი, მიღებული წყლის ტუტე ბისფენოლის გახსნით,
მეთილენის ქლორიდი და ფოსგენი - დისპენსერების მეშვეობით განუწყვეტლივ მიედინება პირველში
რეაქტორთა კასკადის 1 რეაქტორი. სწრაფი შერევა უზრუნველყოფს
რეაქციის მიმდინარეობა. შედეგად მიღებული ოლიგომერი მიედინება რეაქტორ 2-ში და შემდეგ
რეაქტორი 3. ყველა რეაქტორში ტემპერატურა შენარჩუნებულია 25-30 °C ფარგლებში.
რეაქტორ 3-ში პოლიკონდენსაციის პროცესის გასაღრმავებლად და პოლიმერის მისაღებად
შეყვანილია მაღალი მოლეკულური წონის კატალიზატორი (წყალხსნარი
ამონიუმის ალკილარილ ქლორიდი).
რეაქციის ნარევი, რომელიც შედგება წყლის და ორგანული ფაზებისგან, შედის
აპარატი 4 უწყვეტი განცალკევებისთვის. წყლის ფაზა იკვებება გასაწმენდად და
მეთილენ ქლორიდში PC ხსნარი გარეცხილია წყლით ექსტრაქციის სვეტში 5
და გამოყოფილია წყლისგან მე-6 აპარატში. გარეცხილი პოლიმერული ხსნარი გადის
დისტილაციის სვეტი 7 დარჩენილი წყლის გამოსაყოფად აზეოტროპული ნარევის სახით
წყალი-მეთილენქლორიდი, რომლის ორთქლი აცივდება მაცივარში 8 და შედის
გაყოფისთვის.
კომპიუტერის დეჰიდრატირებული ხსნარი მეთილენქლორიდში გაციების შემდეგ
მოწოდებულია სითბოს გადამცვლელი და ფილტრაცია (ფილტრი არ არის ნაჩვენები დიაგრამაზე).
გადაწურეთ კონტეინერში (როდესაც გამოიყენება ლაქად ფილმების მიღებისას და
საფარები) ან 130 °C-მდე გაცხელების შემდეგ 6 მპა წნევის ქვეშ გამოყენებით
nozzle იკვებება ნალექების სვეტში 9. ამ სვეტში, იმის გამო
წნევის შემცირება ატმოსფეროში და მეთილენქლორიდის აორთქლება PC
გამოყოფილია ფხვნილის სახით და დალექილია სვეტის ბოლოში. წყვილები
მეთილენ ქლორიდი შედედებულია მაცივარში 10 და ფხვნილი
პოლიმერი - გრანულაციისთვის.

პოლიარილატები

10.

პოლიარილატების სერიული მეთოდით წარმოების სქემა
1 - აპარატი დიქლორიდების ხსნარის მოსამზადებლად; 2 - აპარატი ამისთვის
ბისფეპოლის ხსნარის მომზადება; 3 - რეაქტორი; 4 - შეჩერების კოლექტორი; 5 -
ცენტრიფუგა; 6 - სველი ფხვნილის კოლექტორი
ინტერფეისური პოლიკონდენსაცია ხდება საზღვარზე
ფაზური გამოყოფა წარმოიქმნება ხსნარის დრენაჟის დროს
დიკარბოქსილის მჟავას დიქლორიდი (ან ნარევი
სხვადასხვა დიკარბოქსილის მჟავების დიქლორიდები) in
ორგანული გამხსნელი (ხსნარი I) წყალხსნარით
დიჰიდრიული ფენოლის ხსნარი (ხსნარი II). IN
ინდუსტრიაში, ეს პროცესი ხორციელდება შემდეგნაირად
მანერა. 1 აპარატში მზადდება I ხსნარი
ტერეფტალის და იზოფტალის მჟავას დიქლორიდები
p-xylene, ხოლო აპარატში 2 - ხსნარი II DFP-დან, წყლიანი
ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი და ემულგატორი. გაფილტრული
ხსნარები იკვებება რეაქტორ 3-ში, სადაც 20-25 ° C ტემპერატურაზე და
ურიეთ სარევით 20-40 წუთის განმავლობაში
გაგრძელება
რეაქცია
პოლიკონდენსაცია,
თან ახლავს პოლიმერის გამოყოფა სახით
ფხვნილი. სუსპენზია გროვდება კოლექცია 4, ფხვნილი
პოლიმერი გამოყოფილია ცენტრიფუგაში 5, განმეორებით
გარეცხილი წყლით, გადაეცემა სველი კოლექცია
ფხვნილი 6 და ემსახურება გასაშრობად თხევადი საწოლის საშრობით.
გამხმარი წვრილი ფხვნილი იკვებება
შეფუთვა ან გრანულაცია.

პოლიკონდენსაციის განხორციელების მეთოდის არჩევა განისაზღვრება საწყისი ნივთიერებებისა და მიღებული პოლიმერების ფიზიკურ-ქიმიური თვისებებით, ტექნოლოგიური მოთხოვნებით, ამოცანებით, რომლებიც დგება პროცესის დროს და ა.შ.

ტემპერატურის მიხედვითპოლიკონდენსაციის მეთოდები იყოფა მაღალი ტემპერატურა(არაუმეტეს 200С) და დაბალი ტემპერატურა(0-50С), რეაქციის სისტემის აგრეგაციის მდგომარეობის მიხედვითან ფაზის მდგომარეობა-ში პოლიკონდენსაციისთვის მასა(დნება), მყარი ფაზა, გამოსავალი, ემულსიები(შეჩერებები), ორფაზიანი სისტემა(ინტერფეისული პოლიკონდენსაცია - მაგალითად, ორგანული ფაზის ინტერფეისზე დიქლორიდთან და წყალთან დიამინთან, მიიღება პოლიამიდური ფილმი).

პოლიკონდენსაცია დნობისა და მყარ ფაზაში ხდება მაღალ ტემპერატურაზე; ემულსიური პოლიკონდენსაცია და ინტერფეისური პოლიკონდენსაცია - დაბალ ტემპერატურაზე; პოლიკონდენსაცია ხსნარში - მაღალ და დაბალ ტემპერატურაზე.

უპირატესად დაბალი ტემპერატურის პოლიკონდენსაციაა არათანაბარი, მაღალი ტემპერატურა - ძირითადად წონასწორობა.

დნობის პოლიკონდენსაცია, პოლიკონდენსაციის (ჩვეულებრივ წონასწორობის) ჩატარების მეთოდი გამხსნელის ან გამხსნელის არარსებობის შემთხვევაში; შედეგად მიღებული პოლიმერი დნობის მდგომარეობაშია. საწყისი მასალები (და ზოგჯერ კატალიზატორი) თბება 10-20°C-ით უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე მიღებული პოლიმერის დნობის (დარბილების) ტემპერატურაზე (ჩვეულებრივ 200-400°C-ზე). მონომერების დაჟანგვისა და პოლიმერის თერმულ-ოქსიდაციური დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად, პროცესი ჯერ ტარდება ინერტული აირის ატმოსფეროში (ხშირად გამხმარი) და სრულდება ვაკუუმში, რათა უფრო სრულად მოიხსნას დაბალმოლეკულური რეაქციის პროდუქტები და გადაინაცვლოს. წონასწორობა მაღალმოლეკულური პოლიმერის წარმოქმნისკენ.

მეთოდის უპირატესობები: დაბალი რეაქტიული მონომერების გამოყენების შესაძლებლობა, ტექნოლოგიური სქემის შედარებითი სიმარტივე, მიღებული პოლიმერის მაღალი მოსავლიანობა და სისუფთავის ხარისხი, მიღებული პოლიმერის დნობისგან ბოჭკოების და ფილმების წარმოქმნის შესაძლებლობა.

ხარვეზები: თერმულად მდგრადი მონომერების გამოყენების აუცილებლობა და პროცესი მაღალ ტემპერატურაზე, პროცესის ხანგრძლივობა, კატალიზატორების გამოყენება.

პოლიმერების უმეტესობის დნობის მაღალი სიბლანტის გამო, პროცესის ბოლო ეტაპებზე სიჩქარე განისაზღვრება არა იმდენად რეაქტიული ჯგუფების აქტივობით, რამდენადაც დიფუზიის ფაქტორები(მაკრომოლეკულების მობილურობა).

დნობის პოლიკონდენსაცია პრაქტიკულად ერთადერთი სამრეწველო მეთოდია ალიფატური პოლიამიდების და პოლიესტერების სინთეზისთვის (მაგ. პოლიამიდი-6,6და პოლიეთილენის ტერეფტალატი). იგი ხორციელდება პერიოდული და უწყვეტი სქემით. პირველ შემთხვევაში, პროცესი ტარდება ავტოკლავში, მზა პოლიმერის გამოდევნა მისგან აზოტით გახურებული სარქვლის მეშვეობით. უწყვეტი პროცესი ტარდება U- და L- ფორმის, აგრეთვე მილისებურ რეაქტორებში, რომლებიც აღჭურვილია ხრახნიანი მიქსერით პოლიმერის გამოსასვლელში, რაც უზრუნველყოფს დნობის ეფექტურ შერევას და მის ექსტრუზიას სპინერით მონოფილამენტის სახით. ბუქსი ან ფილმი. მილაკოვან აპარატს არ სჭირდება ამრევი, ვინაიდან პროცესი თხელ ფენად მიმდინარეობს.

ლაბორატორიულ პრაქტიკაშიდნობის სინთეზში პოლიკონდენსაციის მეთოდით პოლიამიდები, პოლიესტერები, პოლიჰეტეროარილენები, ბლოკი და შემთხვევითი კოპოლიმერები.

ხსნარის პოლიკონდენსაცია- პოლიკონდენსაციის განხორციელების მეთოდი, რომლის დროსაც მონომერები და მიღებული პოლიმერი ხსნარშია ერთ ფაზაში. მეთოდის სხვადასხვა ვარიანტი შესაძლებელია, როდესაც მონომერი და (ან) პოლიმერი ნაწილობრივ ხსნადია რეაქციის გარემოში. მაღალი მეგავატიანი პოლიმერების მისაღებად მონომერები და პოლიმერი, როგორც წესი, მთლიანად უნდა გაიხსნას სარეაქციო გარემოში, რაც მიიღწევა ორი ან მეტი გამხსნელის ნარევის გამოყენებით ან რეაქციის ტემპერატურის გაზრდით. ჩვეულებრივ პროცესი ტარდება 25-250°C ტემპერატურაზე. მიღებულ პოლიმერს შეუძლია შექმნას თერმოდინამიურად არასტაბილური (მეტასტაბილური) ხსნარები ან ლიოტროპული თხევადი კრისტალური სისტემები. მას შემდეგ, რაც პოლიმერი დაგროვდება ასეთი ხსნარიდან, მისი ხელახლა დაშლა შეუძლებელია ამ გამხსნელში. დალექილ კრისტალურ პოლიმერში, რომელიც არ იშლება რეაქციის ხსნარში, მაკრომოლეკულების ზრდა ჩერდება; ამორფულ პოლიმერში, რომელსაც შეუძლია შეშუპება, გრძელდება. რეაქციის ხსნარიდან პოლიმერის დალექვამ შეიძლება გამოიწვიოს მისი კრისტალიზაცია.

მეთოდის უპირატესობები: პროცესის განხორციელების შესაძლებლობა შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე; გამხსნელის უნარი იმოქმედოს როგორც კატალიზატორი; კარგი სითბოს გადაცემა; მიღებული პოლიმერული ხსნარების პირდაპირი გამოყენების შესაძლებლობა ფილმებისა და ბოჭკოების წარმოებისთვის.

გამორჩეული თვისებაა გამხსნელის ბუნების გავლენა პიერზე. მიღებული პოლიმერის მასა და სტრუქტურა. ცნობილია მაგალითები, როდესაც გამხსნელი (პირიდინი, მესამეული ამინები, N,N-დიმეთილაცეტამიდი, N-მეთილპიროლიდონი და ა.შ.) აკავშირებს რეაქციაში წარმოქმნილ მჟავას, მაგალითად. ზე პოლიესტერიფიკაციაან პოლიამიდაცია(ე. წ მიმღები კატალიზური პოლიკონდენსაცია). მასში შემავალი გამხსნელი და მინარევები, მაგალითად, H 2 O, შეიძლება გამოიწვიოს გვერდითი რეაქციები, რაც იწვევს ფუნქციური ჯგუფების ბლოკირებას. მათ შორის განსაკუთრებული ადგილი უკავია ციკლიზაციას, რომლის ინტენსივობა იზრდება რეაქციის ხსნარის კონცენტრაციის შემცირებით.

ლაბორატორიულ პრაქტიკაშიხსნარში პოლიმერიზაციის მეთოდით სინთეზირდება სხვადასხვა კარბო- და ჰეტეროჯაჭვის პოლიმერები, მათ შორის ორგანული ელემენტარული (პოლიაცეტილენები, პოლიამიდები, პოლიესტერები და პოლიეთერები, პოლისულფონები, პოლიჰეტეროარილენები, პოლისილოქსანები და სხვ.).

ტექნოლოგია და აპარატურა დამოკიდებულია პოლიკონდენსაციის ტიპზე. ხსნარში წონასწორული (შექცევადი) პოლიკონდენსაციის დროს პროცესი ტარდება 100-250°C ტემპერატურაზე და გამოიყენება გამხსნელები, რომლებიც კარგად ხსნიან მიღებულ პოლიმერებს, ხოლო დაბალი მოლეკულური წონის რეაქციის პროდუქტებს ცუდად. ასეთი გამხსნელების დუღილის წერტილი უფრო მაღალი უნდა იყოს, ვიდრე დაბალი მოლეკულური წონის რეაქციის პროდუქტები. ზოგჯერ გამოიყენება გამხსნელები, რომლებიც ქმნიან აზეოტროპულ ნარევს დაბალი მოლეკულური წონის რეაქციის პროდუქტით, რომლის დუღილის წერტილი უფრო დაბალია, ვიდრე გამხსნელის ( აზეოტროპული პოლიკონდენსაცია). ინდუსტრიაში ეს პროცესი იშვიათად გამოიყენება. რიგი პოლიესტერის წარმოების პირველი ეტაპი, მაგალითად, პოლიეთილენ ტერეფტალატი, არის ერთგვარი წონასწორული პოლიკონდენსაცია ხსნარში, როდესაც ერთ-ერთი მონომერი (ამ მაგალითში, ეთილენგლიკოლი), ჭარბად აღებული, ემსახურება როგორც გამხსნელს.

ხსნარში არათანაბარი (შეუქცევადი) პოლიკონდენსაცია იყოფა დაბალ და მაღალტემპერატურულ ტემპერატურებად 100°C-ზე და 100°C-ზე ქვემოთ, შესაბამისად (უფრო ხშირად 200°C-მდე). ხსნარში დაბალი ტემპერატურის პოლიკონდენსაციის ვარიაციაა ემულსიური პოლიკონდენსაცია, როდესაც პოლიმერი წარმოიქმნება წყალ-ორგანული ჰეტეროგენული სისტემის ორგანულ ფაზაში. გამოთავისუფლებული HNa1 ანეიტრალებს წყალ ფაზაში ტუტე ლითონის კარბონატებით ან ჰიდროქსიდებით. მრეწველობაში, არათანაბარი ხსნარის პოლიკონდენსაცია გამოიყენება წარმოებაში პოლიამიდები, პოლიკარბონატები, პოლიარილატები, პოლიჰეტეროარილენებიდა სხვა და ხორციელდება პერიოდულად.

პოლიკონდენსაცია მყარ ფაზაში (მყარი მდგომარეობის პოლიკონდენსაცია), პოლიკონდენსაციის განხორციელების მეთოდი, როდესაც მონომერები ან ოლიგომერები არიან კრისტალურ ან მინის მდგომარეობაში და წარმოიქმნება მყარი პოლიმერი. შესაძლებელია ერთგვარი მყარი პოლიკონდენსაცია, როდესაც მისი მიმდინარეობისას საწყისი მასალები დნება ან რბილდება. მრავალი თვალსაზრისით (პირობები, პროცესის კანონზომიერებები) მყარი მდგომარეობის პოლიკონდენსაცია მსგავსია პოლიკონდენსაციის დნობისას. ალიფატური (-ამინომჟავების) მყარი მდგომარეობის პოლიკონდენსაცია, რომელიც ხასიათდება ავტოკატალიზის არსებობით რეაქციის დროს მონომერ-პოლიმერის ინტერფეისის გაზრდის გამო, რომელზეც მონომერის მოლეკულები უფრო მოძრავია, ვიდრე კრისტალში. დეტალურად არის შესწავლილი.

მეთოდი გამოიყენება მაღალრეაქტიული მონომერებიდან პოლიჰეტეროარილენების მისაღებად. ყალიბში ზეწოლის ქვეშ პროცესის განხორციელებისას ისინი აერთიანებენ პოლიმერის სინთეზს და პროდუქტის ჩამოსხმას. ამ გზით, კერძოდ, მონოლითური პროდუქტები მიიღება პოლიიმიდებისგან, პოლი(აროილენ- ბის-ბენზიმიდაზოლები).

მყარი მდგომარეობის პოლიკონდენსაციის მნიშვნელოვანი სახეობა არის მეორე ეტაპი მრავალის ფორმირების პროცესში პოლიჰეტეროარილენები, შესრულებულია ფილმებში ან ბოჭკოებში, რომლებიც წარმოიქმნება წინასწარ მიღებული შუალედური მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერებისგან (პრეპოლიმერები). ეს არის ინტრამოლეკულური პოლიციკლიზაციის თერმული პროცესი, რომელიც ხორციელდება ინერტული აირის ნაკადში ან ვაკუუმში ტემპერატურაზე, როგორც წესი, შუალედური პოლიმერის მინის გადასვლის ტემპერატურაზე (მაგალითად, პოლიამინის მჟავა) ან მის ზემოთ, მაგრამ მინის გარდამავალი ტემპერატურის ან დარბილების ტემპერატურის ქვემოთ. საბოლოო პოლიჰეტეროარილენი. ზოგიერთ შემთხვევაში (მაგალითად, პოლიჰიდრაზიდების პოლი-1,3,4-ოქსადიაზოლებად გარდაქმნის დროს) შეინიშნება პროცესის კინეტიკური დათრგუნვა ციკლიზაციის დროს მინის გადასვლის ტემპერატურის ზრდის გამო; შემდეგ მიმართეთ ტემპერატურის ეტაპობრივ მატებას. ზოგჯერ პოლიციკლიზაციას თან ახლავს მყარი მდგომარეობის პოლიკონდენსაცია მაკრომოლეკულების ტერმინალურ ფუნქციურ ჯგუფებში, რაც იწვევს პოლიმერის მოლეკულური წონის ზრდას.