पॉलीकॉन्डेन्सेशन पद्धतीने पॉलिस्टर उत्पादन. पॉलिस्टर उत्पादन तंत्रज्ञान

पीसी: 1 - वितळणे मध्ये; 2 - समाधान मध्ये; 3 - इमल्शन मध्ये; 4 - निलंबन मध्ये; 5 - इंटरफेस.

पॉलिमरायझेशन रिअॅक्शनच्या अभ्यासात पद्धती 2 - 4 आधीच विचारात घेतल्या गेल्या आहेत. म्हणून, आम्ही उर्वरित 2 वर लक्ष केंद्रित करू.

वितळणे मध्ये पीसी.जर प्रारंभिक सामग्री आणि पॉलिमर वितळण्याच्या तपमानावर स्थिर असतील, तर प्रतिक्रिया कमी दाबाने अक्रिय वायू वातावरणात वितळण्यात केली जाते आणि व्हॅक्यूममध्ये (उप-उत्पादने काढून टाकण्यासाठी) पूर्ण केली जाते.

इंटरफेसियल पीसी.ही प्रतिक्रिया द्रव आणि वायू अवस्थेतील मोनोमर्स किंवा (अधिक क्वचितच) मोनोमर्सच्या 2 अमिसिबल सोल्यूशन दरम्यान केली जाते. या प्रकरणात, माध्यमांमधील इंटरफेसवर पॉलिमर तयार होतो (जिथून ते सतत काढले जाते), आणि उप-उत्पादने एका टप्प्यात विरघळली जातात. म्हणून इंटरफेसियल पीसी - अपरिवर्तनीय(आणि उप-उत्पादने काढून टाकणे आवश्यक नाही) आणि उच्च एमएम (500,000 पर्यंत) सह रेखीय पॉलिमर प्राप्त करणे शक्य करते.

9. पीसी प्रतिक्रिया बहुतेक वेळा उत्प्रेरकांच्या उपस्थितीत केली जाते जी प्रक्रियेस गती देते आणि प्रतिक्रिया संतुलित करते.

व्याख्यान क्रमांक 14 - पॉलिमरिक डायलेक्ट्रिक सामग्रीचे उत्पादन

(पॉलिथिलीनच्या उदाहरणावर)

उच्च-दाब पॉलीथिलीन (एलडीपीई) च्या उत्पादनासाठी तांत्रिक चक्राच्या सरलीकृत योजनेचा विचार करूया.

कच्चा माल आरंभकर्ता ______________________

↓ ↓ ↓

→→→→→→→→ →

1 2 3 4 2 5 6 7 8 9

_________________ 

पॉलिथिलीन ← ←← ← additives

14 12 11

1 – इथिलीनचे दुकान. प्रतिक्रियेद्वारे पीईच्या संश्लेषणासाठी इथिलीन गॅस प्लांट अणुभट्टीच्या जवळ स्थित आहे वायू मोनोमर माध्यमात पॉलिमरायझेशन. ही तांत्रिक पॉलिमरायझेशन पद्धत डायलेक्ट्रिक्सच्या उत्पादनासाठी योग्य रासायनिकदृष्ट्या शुद्ध पॉलिमर प्रदान करते. पॉलिमरचे उत्पादन वाढविण्यासाठी प्रतिक्रिया भारदस्त दाबाने केली जाते.

इथिलीन वायू, माध्यमातून कलेक्टर - 2, प्रवेश करतो कमी दाब मिक्सर - 3जिथे ते मिसळते आरंभकर्ताकमी दाबाने. (उच्च दाब इथिलीनची पॉलिमरायझेशन प्रतिक्रिया ऑक्सिजन किंवा पेरोक्साईड्सद्वारे सुरू केलेले).

मग, पहिल्या टप्प्याचा कंप्रेसर - 4, मिश्रण compresses, ज्यानंतर ते माध्यमातून मिक्सर - 5आणि दुसरा टप्पा कंप्रेसर - 6ला जातो अणुभट्टी - 8, जे कंप्रेसर टप्प्यापासून वेगळे केले जाते फ्लेम अरेस्टर - 7.

प्रतिक्रिया तापमानात घडते (200 - 300)˚Сआणि दबाव (1.5 - 3) हजार वातावरण. अणुभट्टीतील प्रतिक्रिया मिश्रणाचा निवास वेळ 30 सेकंदांपेक्षा जास्त नाही. हे साध्य होते 15% इथिलीन रूपांतरण. अप्रतिक्रिया न केलेले इथिलीन पॉलिमरपासून वेगळे केले जाते उच्च विभाजक - 9आणि कमी - 10 दाब, ज्यानंतर, माध्यमातून रिटर्न इथिलीन शुद्धीकरण युनिट्स - 13आणि संग्राहक - 2मध्ये, अनुक्रमे, सर्व्ह केले उच्च मिक्सर - 5आणि कमी - 3 दाब. रिअॅक्टरमध्ये मिळणारा पीई मिसळला जातो additivesआणि दाणेदारव्ही 11 आणि नंतर माध्यमातून धूळ कलेक्टर - 12ला जातो पॅकेजिंग - 14. ऑपरेशन्स 11 – 14 म्हटले जाते मिठाई

LDPE उत्पादन धोकादायकअनेक कारणांमुळे: उच्च-दाब उपकरणांची उपस्थिती, प्रक्रिया लाइनमध्ये गळती झाल्यास इथिलीनचा स्फोट आणि प्रज्वलन होण्याची शक्यता; इथिलीन आणि इनिशिएटर्सचा मानवांवर अंमली पदार्थ आणि विषारी प्रभाव. हवेतील इथिलीनची जास्तीत जास्त स्वीकार्य एकाग्रता 50 mg/m 3 आहे.

व्याख्यान 16 पॉलिमरचे परिवर्तन

पॉलिमरचे इलेक्ट्रोफिजिकल गुणधर्म केवळ रेणूंच्या रासायनिक संरचनेवर आणि त्यांच्या लवचिकतेमुळेच नव्हे तर इतर अनेक घटकांद्वारे देखील प्रभावित होतात, ज्यामध्ये सामग्रीची रचना विशेष महत्त्वाची असते. उदाहरणार्थ, जर आपण यांत्रिक शक्तीबद्दल बोललो तर, फायब्रिल्स हे स्फेरुलाइट्सपेक्षा अधिक मजबूत असतात. मोठ्या व्यासाचे गोलाकार लहान गोलाकारांपेक्षा अधिक ठिसूळ असतात. म्हणून, क्रिस्टलायझेशनच्या परिस्थितीची विचारपूर्वक निवड करणे आवश्यक आहे. परंतु हे समस्येचे एक सरलीकृत दृश्य आहे, कारण पॉलिमर डायलेक्ट्रिकचे मॉर्फोलॉजी केवळ पॉलिमरच्या सुप्रामोलेक्युलर रचनेवर अवलंबून नाही. त्यावर प्रक्रिया पद्धती, बदल करण्याच्या पद्धती (म्हणजे सामग्रीचे गुणधर्म बदलण्यासाठी पॉलिमरवर जाणीवपूर्वक प्रभाव टाकणे), तापमान आणि बरेच काही, ज्याला बाह्य घटकांच्या प्रभावाखाली "पॉलिमर ट्रान्सफॉर्मेशन" असे म्हटले जाऊ शकते, याचा प्रभाव पडतो. उत्पादन, साठवण आणि वापरादरम्यान.

हे परिवर्तन एक उत्स्फूर्त, अनेकदा अवांछित (विनाश, क्रॉस-लिंकिंग) किंवा उद्देशपूर्ण (क्रॉस-लिंकिंग, आण्विक पुनर्रचना, प्लास्टिलायझेशन) रचना, रचना आणि परिणामी, पॉलिमरच्या इलेक्ट्रोफिजिकल, रासायनिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये बदल आहे. .

पॉलिमरच्या रासायनिक परिवर्तनाच्या प्रतिक्रिया सशर्त 2 मुख्य गटांमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात:

1 . पॉलिमर पाठीचा कणा प्रभावित करत नाही- क्रॉस-लिंकिंग, कार्यात्मक गटांचे परस्परसंवाद इ.;

2. पॉलिमर पाठीच्या कण्यातील बदलासह उद्भवते –

ए.इंट्रामोलेक्युलर पुनर्रचना, ब्लॉक कॉपोलिमरायझेशन इ.;

bमॅक्रोफ्रेगमेंट्स (विनाश) किंवा वैयक्तिक दुव्यांचे हळूहळू विघटन (डिपोलिमरायझेशन) सह मुख्य पॉलिमर साखळी फुटणे.

याव्यतिरिक्त, घन आणि द्रव डायलेक्ट्रिक्सचे परस्पर विघटन स्वतंत्रपणे विचारात घेण्यासारखे आहे, जे गर्भवती पॉलिमर इन्सुलेशनच्या संबंधात अत्यंत महत्वाचे आहे.

सराव मध्ये, उत्स्फूर्तपणे विकसित रासायनिक प्रतिक्रियाएकाच वेळी चालू शकते:

______ _________ _______________ ____________ _______

___ _______________ __ |____________ ______ |_____________ ______

___________ _______ ___________ |______ ___ ______ |_______________

विनाश क्रॉसलिंकिंग विनाश आणि क्रॉसलिंकिंग

परिणामी, अवकाशीय आणि शाखायुक्त संरचना तयार होतात, ज्यामुळे लवचिकता लक्षणीयरीत्या कमी होते, ठिसूळपणा वाढतो, विद्राव्यता कमी होते आणि पॉलिमरच्या विद्युत आणि यांत्रिक गुणधर्मांवरही परिणाम होतो.

पॉलिमरिक सिंथेटिक सामग्रीच्या निर्मितीसाठी कंडेन्सेशनचा आधार आहे: पॉलीव्हिनायल क्लोराईड, ऑलेफिन. मोनोमर्सचे मूलभूत रूपे वापरताना, कॉपोलीकॉन्डेन्सेशनद्वारे लाखो टन नवीन पॉलिमरिक पदार्थ मिळवणे शक्य आहे. सध्या, अशा विविध पद्धती आहेत ज्या केवळ पदार्थ तयार करू शकत नाहीत तर पॉलिमरच्या आण्विक वजन वितरणावर देखील प्रभाव टाकू शकतात.

प्रक्रिया वैशिष्ट्ये

पॉलीकॉन्डेन्सेशन रिअॅक्शन ही पॉलीफंक्शनल मोनोमर्सचे रेणू एकमेकांमध्ये टप्प्याटप्प्याने जोडून पॉलिमर मिळविण्याची प्रक्रिया आहे. यामुळे कमी आण्विक वजनाची उत्पादने बाहेर पडतात.

या प्रक्रियेचा आधार म्हणून विचार केला जाऊ शकतो. उप-उत्पादनांच्या पृथक्करणामुळे, पॉलिमर आणि मूळ मोनोमरच्या मूलभूत रचनेत फरक आहे.

शेजारच्या रेणूंच्या अमीनो आणि कार्बोक्सिल गटांच्या परस्परसंवादाच्या दरम्यान पाण्याच्या रेणूंच्या निर्मितीशी अमीनो ऍसिड पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रिया संबंधित आहे. या प्रकरणात, प्रतिक्रियेचा पहिला टप्पा डायमरच्या निर्मितीशी संबंधित आहे, नंतर ते मॅक्रोमोलेक्युलर पदार्थांमध्ये बदलतात.

पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रिया, ज्याचे आपण एक उदाहरण विचारात घेत आहोत, प्रत्येक टप्प्यावर स्थिर पदार्थ तयार करण्याच्या क्षमतेद्वारे ओळखले जाते. अमीनो ऍसिडच्या परस्परसंवादाद्वारे प्राप्त होणारे डायमर, ट्रायमर आणि पॉलिमर प्रतिक्रिया मिश्रणापासून सर्व मध्यवर्ती टप्प्यांवर वेगळे केले जाऊ शकतात.

तर, पॉलीकॉन्डेन्सेशन ही चरणबद्ध प्रक्रिया आहे. त्याच्या प्रवाहासाठी, मोनोमर रेणू आवश्यक आहेत, ज्यामध्ये दोन कार्यात्मक गट समाविष्ट आहेत जे एकमेकांशी संवाद साधू शकतात.

कार्यात्मक गटांची उपस्थिती ऑलिगोमर्सना केवळ एकमेकांशीच नव्हे तर मोनोमर्ससह देखील प्रतिक्रिया देऊ देते. असा संवाद पॉलिमर साखळीच्या वाढीचे वैशिष्ट्य आहे. मूळ मोनोमर्समध्ये दोन कार्यात्मक गट असल्यास, साखळी एका दिशेने वाढते, ज्यामुळे रेषीय रेणू तयार होतात.

पॉलीकॉन्डेन्सेशन ही एक प्रतिक्रिया आहे ज्याचा परिणाम त्यानंतरच्या परस्परसंवादासाठी सक्षम उत्पादनांमध्ये होईल.

वर्गीकरण

पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रिया, ज्याचे उदाहरण अनेक सेंद्रिय पदार्थांसाठी लिहिले जाऊ शकते, चालू परस्परसंवादाच्या जटिलतेची कल्पना देते.

सध्या, अशा प्रक्रिया सामान्यतः विशिष्ट निकषांनुसार वर्गीकृत केल्या जातात:

• दुव्यांमधील कनेक्शनचा प्रकार;
• प्रतिक्रियेत भाग घेणार्‍या मोनोमर्सची संख्या;
• प्रक्रिया यंत्रणा.

सेंद्रिय पदार्थांच्या विविध वर्गांसाठी पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रिया कशी वेगळी असते? उदाहरणार्थ, पॉलिमिडेशनमध्ये, अमाइन्स आणि कार्बोक्झिलिक ऍसिडचा वापर प्रारंभिक घटक म्हणून केला जातो. मोनोमर्समधील चरणबद्ध संवादादरम्यान, पॉलिमर आणि पाण्याच्या रेणूंची निर्मिती दिसून येते.

एस्टरिफिकेशनमध्ये, प्रारंभिक सामग्री अल्कोहोल आणि कार्बोक्झिलिक ऍसिड आहेत आणि एस्टर मिळविण्याची स्थिती उत्प्रेरक म्हणून केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिडचा वापर आहे.

पॉलीकॉन्डेन्सेशन कसे होते? परस्परसंवादाची उदाहरणे सूचित करतात की, मोनोमर्सच्या संख्येवर अवलंबून, होमो- आणि हेटरोपॉलीकॉन्डेन्सेशन वेगळे केले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, homopolycondensation दरम्यान, समान कार्यात्मक गट असलेले पदार्थ मोनोमर म्हणून कार्य करतील. या प्रकरणात, संक्षेपण म्हणजे पाणी सोडण्यासह सुरुवातीच्या पदार्थांचे संयोजन. एक उदाहरण म्हणजे अनेक अमीनो ऍसिडमधील प्रतिक्रिया, ज्यामुळे पॉलीपेप्टाइड (प्रोटीन रेणू) तयार होईल.

प्रक्रिया यंत्रणा

प्रवाहाच्या वैशिष्ट्यांवर अवलंबून, उलट करता येण्याजोगे (समतोल) आणि अपरिवर्तनीय (समतोल नसलेले) पॉलीकॉन्डेन्सेशन वेगळे केले जातात. अशी विभागणी विध्वंसक प्रतिक्रियांच्या उपस्थिती किंवा अनुपस्थितीद्वारे स्पष्ट केली जाऊ शकते, ज्यामध्ये कमी आण्विक वजन प्रक्रियांचा वापर, मोनोमर्सच्या विविध क्रियाकलापांचा समावेश असतो आणि गतिज आणि थर्मोडायनामिक घटकांमधील फरक देखील असतो. असे परस्परसंवाद कमी समतोल स्थिरांक, कमी प्रक्रिया दर, प्रतिक्रिया वेळ आणि उच्च तापमान द्वारे दर्शविले जातात.

बर्याच प्रकरणांमध्ये, अपरिवर्तनीय प्रक्रिया अत्यंत प्रतिक्रियाशील मोनोमर्सच्या वापराद्वारे दर्शविले जातात.

या प्रकारचे मोनोमर वापरून उच्च प्रक्रिया दर द्रावणात कमी-तापमान आणि इंटरफेसियल पॉलीकॉन्डेन्सेशनची निवड स्पष्ट करतात. प्रक्रियेची अपरिवर्तनीयता प्रतिक्रिया मिश्रणाच्या कमी तापमानामुळे होते, कमी सक्रिय रसायन प्राप्त होते. IN सेंद्रीय रसायनशास्त्रउच्च तापमानात वितळत नसलेल्या पॉलीकॉन्डेन्सेशनचे प्रकार देखील आहेत. अशा प्रक्रियेचे उदाहरण म्हणजे पॉलिस्टरच्या डायल आणि डायहॅलोजन डेरिव्हेटिव्ह्जमधून मिळवण्याची प्रक्रिया.

कॅरोथर्स समीकरण

पॉलीकॉन्डेन्सेशनची खोली प्रतिक्रिया माध्यमातून कमी आण्विक वजनाची उत्पादने काढून टाकण्याच्या पूर्णतेशी संबंधित आहे, जी प्रक्रिया पॉलिमर कंपाऊंडच्या निर्मितीकडे जाण्यापासून प्रतिबंधित करते.

प्रक्रियेची खोली आणि पॉलिमरायझेशनची डिग्री यांच्यात एक संबंध आहे, जे गणितीय सूत्रात एकत्र केले गेले आहे. पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रिया दरम्यान, दोन कार्यात्मक गट आणि एक मोनोमर रेणू अदृश्य होतात. प्रक्रियेदरम्यान ठराविक प्रमाणात रेणूंचा वापर होत असल्याने, प्रतिक्रियेची खोली प्रतिक्रिया केलेल्या कार्यात्मक गटांच्या प्रमाणाशी संबंधित असते.

परस्परसंवाद जितका जास्त असेल तितकी पॉलिमरायझेशनची डिग्री जास्त असेल. प्रक्रियेची खोली प्रतिक्रियेचा कालावधी, मॅक्रोमोलेक्यूल्सच्या आकाराद्वारे दर्शविली जाते. पॉलिमरायझेशन आणि पॉलीकॉन्डेन्सेशनमध्ये काय फरक आहे? सर्व प्रथम, प्रवाहाचे स्वरूप, तसेच प्रक्रियेची गती.

प्रक्रिया समाप्त करण्याची कारणे

पॉलिमर साखळीची वाढ थांबवणे रासायनिक आणि भौतिक स्वरूपाच्या विविध कारणांमुळे होते. पॉलिमर कंपाऊंडच्या संश्लेषणाची प्रक्रिया थांबविण्यात योगदान देणारे मुख्य घटक म्हणून, आम्ही एकल करतो:

• माध्यमाची चिकटपणा वाढवणे;
• प्रसार प्रक्रिया कमी करणे;
• परस्परसंवादी पदार्थांच्या एकाग्रतेत घट;
• तापमानात घट.

प्रतिक्रिया माध्यमाच्या चिकटपणात वाढ, तसेच कार्यात्मक गटांच्या एकाग्रतेत घट झाल्यामुळे, रेणूंच्या टक्कर होण्याची शक्यता कमी होते, त्यानंतर वाढीची प्रक्रिया थांबते.

पॉलीकॉन्डेन्सेशनच्या प्रतिबंधासाठी रासायनिक कारणांपैकी, अग्रगण्य आहेत:

• बदल रासायनिक रचनाकार्यात्मक गट;
• मोनोमर्सची असमान प्रमाणात रक्कम;
• कमी आण्विक वजन प्रतिक्रिया उत्पादनाच्या प्रणालीमध्ये उपस्थिती;
• पुढे आणि उलट प्रतिक्रियांमध्ये संतुलन.

गतीशास्त्राची विशिष्टता

पॉलिमरायझेशन आणि पॉलीकॉन्डेन्सेशनच्या प्रतिक्रिया परस्परसंवादाच्या दरातील बदलाशी संबंधित आहेत. पॉलिस्टरिफिकेशन प्रक्रियेचे उदाहरण वापरून मुख्य गतिज प्रक्रियांचे विश्लेषण करूया.

आम्ल उत्प्रेरक प्रक्रिया दोन टप्प्यांत होते. प्रथम, ऍसिडचे प्रोटोनेशन, प्रारंभिक अभिकर्मक, उत्प्रेरक म्हणून कार्य करणार्‍या ऍसिडद्वारे पाहिले जाते.

अभिकर्मकाद्वारे अल्कोहोल गटाच्या हल्ल्यादरम्यान, मध्यवर्ती प्रतिक्रिया उत्पादनामध्ये विघटित होते. थेट प्रतिक्रिया पुढे जाण्यासाठी, प्रतिक्रिया मिश्रणातून वेळेवर पाण्याचे रेणू काढून टाकणे महत्वाचे आहे. हळूहळू, प्रक्रियेच्या दरात घट दिसून येते, सापेक्ष वाढीमुळे आण्विक वजन polycondensation उत्पादन.

रेणूंच्या टोकांवर समतुल्य प्रमाणात कार्यशील गट वापरण्याच्या बाबतीत, एक विशाल मॅक्रोमोलेक्युल तयार होईपर्यंत परस्परसंवाद दीर्घ कालावधीसाठी केला जाऊ शकतो.

प्रक्रिया पर्याय

आधुनिक रासायनिक उत्पादनात वापरल्या जाणार्‍या पॉलिमरायझेशन आणि पॉलीकॉन्डेन्सेशन या महत्त्वाच्या प्रक्रिया आहेत. पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रक्रिया पार पाडण्यासाठी अनेक प्रयोगशाळा आणि औद्योगिक पद्धती आहेत:

• समाधान मध्ये;
• वितळणे मध्ये;
• इंटरफेसियल प्रक्रियेच्या स्वरूपात;
• इमल्शन मध्ये;
• मॅट्रिक्स वर.

पॉलिमाइड्स आणि पॉलिस्टर तयार करण्यासाठी वितळण्याची प्रतिक्रिया आवश्यक आहे. मूलभूतपणे, वितळण्यातील समतोल पॉलीकॉन्डेन्सेशन दोन टप्प्यांत पुढे जाते. प्रथम, परस्परसंवाद व्हॅक्यूममध्ये केला जातो, जो मोनोमर्सचे थर्मल ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन टाळतो, तसेच पॉलीकॉन्डेन्सेशन उत्पादने, प्रतिक्रिया मिश्रणाचे हळूहळू गरम होण्याची हमी देते आणि कमी आण्विक वजन उत्पादने पूर्णपणे काढून टाकते.

महत्वाचे तथ्य

बहुतेक प्रतिक्रिया उत्प्रेरक न वापरता केल्या जातात. प्रतिक्रियेच्या दुस-या टप्प्यात वितळणे व्हॅक्यूम करणे पॉलिमरच्या संपूर्ण शुध्दीकरणासह आहे, म्हणून पुनरुत्पादनाची श्रमिक प्रक्रिया पार पाडण्याची आवश्यकता नाही. परस्परसंवादाच्या पहिल्या टप्प्यावर तापमानात तीक्ष्ण वाढ करण्याची परवानगी नाही, कारण यामुळे मोनोमर्सचे आंशिक बाष्पीभवन होऊ शकते, संवादात्मक अभिकर्मकांच्या परिमाणवाचक गुणोत्तराचे उल्लंघन.

पॉलिमरायझेशन: वैशिष्ट्ये आणि उदाहरणे

ही प्रक्रिया एकल प्रारंभिक मोनोमरच्या वापराद्वारे दर्शविली जाते. उदाहरणार्थ, अशा प्रतिक्रियामुळे सुरुवातीच्या अल्केनपासून पॉलीथिलीन तयार होऊ शकते.

पॉलिमरायझेशनचे वैशिष्ट्य म्हणजे पुनरावृत्ती केलेल्या स्ट्रक्चरल युनिट्सच्या दिलेल्या संख्येसह मोठ्या पॉलिमर रेणूंची निर्मिती.

निष्कर्ष

पॉलीकॉन्डेन्सेशनद्वारे, आपण अनेक पॉलिमर मिळवू शकता ज्यांना विविध आधुनिक उद्योगांमध्ये मागणी आहे. उदाहरणार्थ, या प्रक्रियेदरम्यान फिनॉल-फॉर्मल्डिहाइड रेजिन वेगळे केले जाऊ शकतात. फॉर्मल्डिहाइड आणि फिनॉलच्या परस्परसंवादात पहिल्या टप्प्यावर इंटरमीडिएट कंपाऊंड (फिनॉल अल्कोहोल) तयार होते. नंतर संक्षेपण दिसून येते, ज्यामुळे उच्च आण्विक वजन कंपाऊंड - फिनॉल-फॉर्मल्डिहाइड राळ तयार होते.

पॉलीकॉन्डेन्सेशनद्वारे प्राप्त केलेल्या उत्पादनास अनेक आधुनिक सामग्रीच्या निर्मितीमध्ये त्याचा अनुप्रयोग सापडला आहे. या कंपाऊंडवर आधारित फेनोप्लास्टमध्ये उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेशन वैशिष्ट्ये आहेत, म्हणून त्यांना बांधकामात मागणी आहे.

पॉलिस्टर्स, पॉलीकॉन्डेन्सेशनद्वारे मिळविलेले पॉलिमाइड औषध, तंत्रज्ञान आणि रासायनिक उत्पादनात वापरले जातात.

पॉलिस्टरचा पहिला उल्लेख 1833 चा आहे, जेव्हा गे-लुसाक आणि पेलुझा या शास्त्रज्ञांनी लैक्टिक ऍसिडवर आधारित पॉलिस्टरचे संश्लेषण केले. 1901 मध्ये, स्मिथने phthalic ऍसिड आणि ग्लिसरॉलवर आधारित पॉलिस्टरचे संश्लेषण करणारे पहिले होते आणि मोल्डिंग रचनांमध्ये त्यांचा वापर देखील आढळला. 1941 मध्ये विनफिल्ड आणि डिक्सन यांनी पॉलिथिलीन टेरेफ्थालेट (पीईटी) संश्लेषित केले, ज्याचे उत्पादन आधुनिक जगात प्रति वर्ष 68 दशलक्ष टन आहे.

पॉलीयुरेथेन उद्योगातील अग्रगण्य भूमिका पॉलिएथर्स (80%) द्वारे व्यापलेली आहे, असे असूनही, पॉलिस्टर्समध्ये त्यांच्या अद्वितीय गुणधर्मांमुळे विशिष्ट अनुप्रयोग आहेत. पॉलिस्टर-आधारित पॉलीयुरेथेनची उच्च घर्षण प्रतिरोधक क्षमता तसेच सॉल्व्हेंट्सच्या रासायनिक प्रतिकारामुळे कोटिंग्ज आणि शू सोलमध्ये त्यांचा व्यापक वापर झाला आहे. सुगंधी पॉलिस्टरची उच्च थर्मल आणि ऑक्सिडेटिव्ह स्थिरता कठोर आयसोसायन्युरेट फोमच्या उत्पादनात वापरली जाते. लांबलचक आणि ताणून काढण्याच्या क्षमतेमुळे लवचिक फोम्सच्या उत्पादनासाठी घटकांमध्ये पॉलिस्टरचा वापर केला जातो.

पॉलिस्टर्स डायकार्बोक्झिलिक ऍसिडस् (तसेच त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह - एस्टर आणि एनहायड्राइड्स) आणि डायल्स (किंवा पॉलीओल्स) मधील पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रियाद्वारे प्राप्त केले जातात, तसेच पॉलिमरायझेशन अभिक्रियाद्वारे, चक्रीय एस्टर - लैक्टोन्स आणि चक्रीय ऍस्टर्सच्या कड्या उघडण्याच्या परिणामी. कार्बोनेट

पॉलिस्टरच्या मुख्य वर्गांचा विचार करा:

रेखीय आणि हलके ब्रँच केलेले अॅलिफॅटिक पॉलिस्टर

ग्लायकोल (डायथिलीन ग्लायकॉल, इथिलीन ग्लायकोल, प्रोपीलीन ग्लायकॉल, 1,4-ब्युटेनेडिओल, 1,6-हेक्सेनेडिओल आणि ब्रँचिंग अॅसिडिओल) सह डायबॅसिक कार्बोक्झिलिक ऍसिड (एडिपिक, सेबॅकिक, ग्लुटेरिक) च्या पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रतिक्रियाच्या परिणामी अॅलिफेटिक पॉलिस्टर तयार होतात. (ग्लिसरॉल, ट्रायमेथाइलॉल प्रोपेन आणि पेंटेएरिथ्रिटॉल). पॉलिएथर्सच्या विपरीत, पॉलिस्टरमध्ये विस्तृत आण्विक वजन वितरण असते.

अ‍ॅलिफॅटिक पॉलिस्टर हे साधारणपणे 60 डिग्री सेल्सिअस वितळणारे बिंदू असलेले मेणासारखे घन पदार्थ असतात. डायथिलीन ग्लायकॉल आणि 1,2-प्रॉपिलीन ग्लायकॉल हे अपवाद आहेत, जे द्रव पॉलिस्टर बनवतात. पॉलिस्टरवर आधारित पॉलीयुरेथेनच्या हायड्रोलिसिसचा प्रतिकार पॉलिस्टर साखळीच्या लांबीसह वाढतो, कारण अवशिष्ट अम्लता आणि उत्प्रेरक पातळी कमी होते आणि साखळी शाखा आणि पॉलिस्टर बाँडची संख्या वाढते. हे सॉल्व्हेंट्स आणि तेलांमधील पॉलीयुरेथेनची सूज देखील कमी करते.

थर्मोप्लास्टिक्ससाठी, ऍडिपिक ऍसिड, इथिलीन ग्लायकॉल, 1,4 ब्युटेनेडिओल आणि 1,6 हेक्सानेडिओलवर आधारित मेणाचे पॉलिस्टर वापरले जातात. रेणूंमधील हायड्रोजन बंधांच्या उपस्थितीमुळे, पॉलिस्टर साध्या पॉलिस्टरपेक्षा उच्च भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म दर्शवतात. तथापि, तोटे देखील आहेत, उच्च आर्द्रता आणि तापमानात, पॉलिस्टरवर आधारित थर्मोप्लास्टिक्स सूक्ष्मजीवशास्त्रीय हल्ल्याच्या अधीन असतात. हे उष्णकटिबंधीय हवामानात त्यांचा वापर मर्यादित करते. उप-शून्य तापमानात कमी लवचिकतेमुळे थंड हवामानात थर्मोप्लास्टिकचा वापर मर्यादित आहे.

लवचिक फोमसाठी, 2000 ते 3000 g/mol च्या आण्विक वजनासह आणि ऍडिपिक ऍसिड आणि डायथिलीन ग्लायकॉलवर आधारित 2.05 - 2.2 कार्यक्षमता असलेले द्रव पॉलिस्टर वापरले जातात आणि चेन स्प्लिटर देखील वापरले जातात - ग्लिसरॉल, ट्रायमेथाइलॉल प्रोपेन आणि पेंटेरीथॉलॉइथ. पॉलिस्टर्समध्ये पॉलिएथर्सपेक्षा जास्त चिकटपणा असतो, जो फोमच्या वाढीदरम्यान सेल स्थिर ठेवण्यास मदत करतो. जेव्हा फोम वाढतो तेव्हा प्राथमिक हायड्रॉक्सिल गट लवकर जेलेशन उत्तेजित करतात. म्हणून, जेव्हा पॉलिस्टर वापरतात तेव्हा कमी अमाइन उत्प्रेरकांची आवश्यकता असते.

लवचिक PU फोमचे पहिले औद्योगिक ग्रेड हलके फांद्या असलेल्या पॉलिस्टर आणि TDI पासून बनवले गेले. लवचिक पॉलीयुरेथेन फोम्स सध्या लॅमिनेटेड फॅब्रिक्स, सूटकेस, पिशव्या आणि कारच्या अंतर्गत ट्रिम भागांच्या निर्मितीमध्ये वापरल्या जातात ज्यांना सॉल्व्हेंट प्रतिरोधक आणि वाढीव ताकद असणे आवश्यक आहे.

2000 ग्रॅम/मोल आण्विक वजन असलेल्या पॉलिस्टरच्या मानक ग्रेडच्या आधारावर, फोमची घनता आणि फॉर्म्युलेशन यावर अवलंबून, 150-300% च्या सापेक्ष वाढीसह सामग्री प्राप्त केली जाते. TDI 80/20 च्या आधारावर प्राप्त केलेले मऊ पॉलीयुरेथेन फोम्स, 90-98 च्या आयसोसायनेट इंडेक्ससह, 350-450% च्या ब्रेकवर लांबलचक असतात आणि मुख्यतः ऊतक डुप्लिकेशनसाठी वापरले जातात. मानक पॉलिस्टर आणि उच्च शाखा असलेल्या पॉलिस्टरच्या 50:50 मिश्रणासह TDI ची प्रतिक्रिया देऊन एक सामान्य अर्ध-कडक ब्लॉक PUF तयार होतो.

पॉलिस्टर्सचा वापर पॉलीयुरेथेन अॅडेसिव्हसाठी प्रारंभिक साहित्य म्हणून देखील केला जातो. हायड्रॉक्सिल-युक्त संयुगे म्हणून, पॉलिस्टरचा वापर केला जातो, उदाहरणार्थ, सेबॅकिक ऍसिड, ग्लिसरॉल आणि ग्लायकोलवर आधारित. TDI, MDI, TDI ची प्रतिक्रिया उत्पादने ट्रायमेथिलॉलप्रोपेन आणि इतर पॉलीहायड्रिक अल्कोहोल आयसोसायनेट म्हणून वापरली जातात.

सुगंधी पॉलिस्टर.

सुगंधी पॉलिस्टरचा वापर कठोर पॉलीयुरेथेन आणि पॉलीसोसायनेट फोममध्ये केला जातो.

अत्यंत क्रॉसलिंक केलेल्या फास्ट पॉलीआयसोसायनेट पीआयआर फोम्सच्या विकासामुळे पॉलिस्टरचा सक्रिय वापर सुरू झाला आहे, कारण पॉलिस्टरची उच्च कार्यक्षमता आवश्यक नसते, क्रॉसलिंकिंग आयसोसायन्युरेट्सद्वारे प्रदान केले जाते. पॉलीसोसायन्युरेट फोम्स ही संकरित रचना आहेत ज्यामध्ये पॉलीयुरेथेन गट आणि आयसोसायन्युरेट रिंग दोन्ही असतात. आयसोसायनेट इंडेक्स 200 ते 300 आणि त्यापेक्षा जास्त आहे. PIR फोम्सचे ऑपरेटिंग तापमान 140⁰С विरुद्ध 100⁰С आणि कमी ज्वाला पसरण्याचा दर असतो.

पीआयआरचा मुख्य फायदा - ओपन फायरचा प्रतिकार - उच्च ज्वालाच्या तपमानाच्या कृती अंतर्गत कार्बनयुक्त सामग्रीच्या ग्रिडच्या निर्मितीमुळे आहे, जे मूळ फोमची मॅक्रोस्ट्रक्चर राखून ठेवते. ही सामग्री (फोम कोक) ज्वाला पसरण्यापासून रोखणारी अडथळ्याची भूमिका बजावत अतिशय हळूहळू नष्ट होते. याव्यतिरिक्त, ज्वलन दरम्यान कोक तयार झाल्यामुळे, खूप कमी उष्णता सोडली जाते. युरेथेन स्ट्रक्चर्स 200⁰C आणि कोक 20% वर तुटतात, तर isocyanurate संरचना 325⁰C आणि कोक 50% वर तुटतात.

थर्मल स्थिरता आणि कोकिंग देखील पॉलीओल संरचनेवर अवलंबून असतात. सुगंधी रचना अ‍ॅलिफेटिकपेक्षा कमी दहनशील असतात. या सर्वांमुळे कमी कार्यक्षमता, कमी स्निग्धता आणि कमी खर्चासह सुगंधी पॉलिस्टरचा प्रसार झाला आहे.

PET-आधारित पॉलिस्टर कठोर PUR फोमसाठी वापरतात: उदाहरणार्थ, 181 g/mol च्या समतुल्य वजनासह पॉलिस्टर, 2.3 कार्यक्षमता, 295-335 mgKOH/g चे हायड्रॉक्सिल मूल्य आणि 8000-10000mPa वर चिकटपणा. २५° से.

पीआयआर फोम्सच्या उत्पादनासाठी, 238 ग्रॅम/मोल समतुल्य वजन असलेले पीईटी-आधारित पॉलिस्टर, 2 कार्यक्षमता, 230-250 mgKOH/g चा हायड्रॉक्सिल क्रमांक आणि 25° वर 2700-5500 mPa.s ची चिकटपणा सी वापरला जातो.

जलद PIR/PUR फोम्समध्ये phthalic anhydride वर आधारित सुगंधी पॉलिस्टर्सच्या वापरामुळे चांगले भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म, कमी धूर निर्मिती, थर्मल स्थिरता आणि अग्निरोधकता प्राप्त होते. फोमिंग एजंट्ससह फॅथलिक एनहाइड्राइडवर आधारित पॉलिस्टर्सच्या खराब सुसंगततेची समस्या सिस्टममध्ये इमल्सीफायर्स, अमाइन्स आणि पॉलिएथर्स वापरून रचनामध्ये वनस्पती तेलांचा परिचय करून सोडवली जाते.

पीआयआर पॅनेलच्या उत्पादनासाठी, एफएवर आधारित सुगंधी पॉलिस्टर्सचा वापर खालील पॅरामीटर्ससह केला जातो: हायड्रॉक्सिल क्रमांक 190 ते 320 mg KOH/g, कार्यक्षमता 2 - 2.4, आम्ल संख्या 1.0 mg KOH/g पेक्षा कमी, चिकटपणा (25 ° क) 2000 ते 9000 mpa.s

पॉलीकाप्रोलॅक्टोन- इनिशिएटर आणि उत्प्रेरकांच्या उपस्थितीत ԑ-caprolactones च्या रिंग उघडल्यामुळे तयार होतात. पॉलीकाप्रोलॅक्टोनमध्ये डायबॅसिक कार्बोक्झिलिक ऍसिड आणि कमी स्निग्धता यावर आधारित पॉलिस्टर्सपेक्षा खूपच कमी आण्विक वजन वितरण असते. सिस्टममध्ये पॉलीकाप्रोलॅक्टोनचा परिचय तुलनेने लांब पुनरावृत्ती होणार्‍या हायड्रोफोबिक सेगमेंट्स (CH 2) n आणि कमी तापमानातही आवश्यक लवचिकता असल्यामुळे उच्च हायड्रोलाइटिक स्थिरता प्राप्त करणे शक्य करते; तथापि, उद्योगात त्यांचा वापर त्यांच्या उच्चतेमुळे मर्यादित आहे. खर्च

Polycaprolactones प्रामुख्याने उच्च घन पदार्थांच्या दोन-घटक पेंट्समध्ये वापरले जातात. या क्षेत्रात, ते पॉलिस्टर पॉलीओल्सशी स्पर्धा करतात, ज्याची किंमत कमी असते. पॉलीकाप्रोलॅक्टोन पॉलिस्टरचा वापर इतर पॉलिमरमध्ये सेगमेंट म्हणूनही होतो. उदाहरणार्थ, कॅशनिक इलेक्ट्रोडपोझिशन पेंट फॉर्म्युलेशनमध्ये, इपॉक्सी प्लास्टीझिंगसाठी किंवा पॉलीयुरेथेन डिस्पर्शन्समध्ये मऊ सेगमेंट म्हणून वापरण्यासाठी त्यांची शिफारस केली जाते.

पॉली कार्बोनेट

पॉली कार्बोनेट्स अत्यंत पारदर्शक, उष्णता-प्रतिरोधक असतात, चांगले यांत्रिक गुणधर्म असतात, हायड्रोलिसिसच्या अधीन नसतात, कारण कोणतेही उत्प्रेरकपणे सक्रिय कार्बोक्सिल गट नसतात. खोलीच्या तपमानावर पॉली कार्बोनेट घन असतात, वस्तुमानावर अवलंबून, वितळण्याचा बिंदू 40-60⁰С च्या श्रेणीत असतो.

उच्च आण्विक वजन असलेल्या पॉली कार्बोनेटचा वापर इमारतीचे भाग आणि संरचना रंगविण्यासाठी, कार सजावटीसाठी आणि इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये केला जातो. कमी आण्विक वजन पॉली कार्बोनेट 1000-4000 g/mol LC उद्योगासाठी अधिक स्वारस्य आहे. ते अ‍ॅलिफॅटिक आणि सायक्लोअलिफेटिक पॉलीसोसायनेट्सच्या अतिरिक्त उत्पादनांद्वारे बरे होतात. परिणाम म्हणजे उच्च हवामान प्रतिकार असलेली उत्पादने.

ऑलिगोथेराक्रिलेट्स

ऍक्रेलिक ऍसिडच्या उपस्थितीत हायड्रॉक्सिल-टर्मिनेटेड पॉलिस्टरवर आधारित उत्पादने. अशी दुहेरी बाँड उत्पादने UV क्युरेबल पेंट्समध्ये वापरली जातात. यूव्ही इनिशिएटर्सच्या उपस्थितीत रॅडिकल पॉलिमरायझेशनच्या परिणामी, उत्पादने क्रॉसलिंक केली जातात, एक नियमित नेटवर्क संरचना तयार करतात. पॉलिस्टर विभागाच्या आकार आणि रचनामुळे कोटिंग गुणधर्म प्रभावित होतात. कमी आण्विक वजनासह शाखायुक्त पॉलिस्टर एक दाट नेटवर्क संरचना तयार करतात, तर लांब अ‍ॅलिफेटिक साखळ्यांमुळे चित्रपटाची लवचिकता निर्माण होते.

च्या संपर्कात आहे

RAW

इथिलीन ग्लायकॉल
ग्लिसरॉल
Phthalic anhydride
डायथिलीन ग्लायकोल
एलिलीन अल्कोहोल
1,2-प्रॉपिलीन ग्लायकोल
4,4"-डायहायड्रॉक्सीडिफेनिल-2-प्रोपेन
टेरेफ्थालिक ऍसिड
Maleic anhydride
डिप्रोपीलीन ग्लायकोल
फ्युमरिक ऍसिड
मेथाक्रेलिक ऍसिड

पॉलिस्टरमॅलेट्सच्या उत्पादनासाठी योजना:
1 - अणुभट्टी; 2,3 - रेफ्रिजरेटर्स; 4 - कंडेन्सेट कलेक्टर; 5 - व्हॅक्यूम पंप;
6.11 - फिल्टर; 7 - मिक्सर; 8 - मेर्निक-डिस्पेंसर; 9 - पंप; 10 - साठी क्षमता
स्टायरीन; 12 - कंटेनर
इथिलीन ग्लायकोल (किंवा इतर पॉलीहायड्रिक अल्कोहोल) ओतले जाते
इनॅमेल्ड किंवा स्टेनलेस स्टील रिअॅक्टर 1,
स्टिररसह सुसज्ज, गरम आणि थंड करण्यासाठी जाकीट, उलट
रेफ्रिजरेटर 2, आणि 60-70 डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केले जाते. कार्बन डायऑक्साइड पास करा
किंवा नायट्रोजन आणि हळूहळू, ढवळत, घन ऍसिड लोड करा आणि
प्रतिक्रिया उत्प्रेरक. तापमान 160-210 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत वाढवले ​​जाते आणि राखले जाते
NPEF च्या संश्लेषित ब्रँडवर अवलंबून, 6-30 तासांच्या आत.
मुक्त केलेले पाणी प्रतिक्रिया क्षेत्रातून वायू प्रवाहाद्वारे वाहून जाते आणि पुढे जाते
कूलर 2, कूलर 3 मध्ये कंडेन्स आणि कलेक्टरमध्ये गोळा केला जातो
कंडेन्सेट 4. पाण्याच्या वाफेसह, वायू अंशतः ग्लायकोल वाहून नेतो, जो
रेफ्रिजरेटर 2 मध्ये थंड झाल्यावर, जेथे तापमान वर राखले जाते
100 °C, परत अणुभट्टी 1 मध्ये निचरा.
सामान्यतः, पॉलीकॉन्डेन्सेशन ऍसिड क्रमांकावर संपुष्टात येते
प्रतिक्रिया मिश्रण 20-45 mg KOH/g. समाप्त NPEF, 70 डिग्री सेल्सियस पर्यंत थंड,
मिक्सर 7 मध्ये ओतले जाते, जिथे मोनोमर प्राथमिकपणे टाकीमधून पुरविला जातो
राळच्या वजनानुसार 30-55% प्रमाणात 10.
मध्ये अकाली copolymerization टाळण्यासाठी
मिक्सर आणि त्यानंतरच्या स्टोरेज दरम्यान, 0.01-0.02%
हायड्रोक्विनोन 2-4 तास ढवळून थंड झाल्यावर
एकसंध पारदर्शक मिश्रण फिल्टर 11 वर फिल्टर केले जाते आणि कंटेनरमध्ये ओतले जाते
12.

पॉलीथिलीन टेरेफ्थालेट

डायमिथाइल टेरेफ्थालेट अणुभट्टी 1 मध्ये लोड केले जाते, 140 डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केले जाते आणि
इथिलीन ग्लायकोलमधील झिंक एसीटेटचे द्रावण १२५ डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केले जाते.
इंटरेस्टिफिकेशन नायट्रोजन किंवा कार्बन डायऑक्साइडच्या प्रवाहात 200-230 °C तापमानात 4-6 तासांसाठी केले जाते. अणुभट्टी पॅक केलेल्या स्तंभ 2 ने सुसज्ज आहे, जे
इथिलीन ग्लायकोल आणि मिथाइल अल्कोहोलची बाष्प वेगळे करते.
रेफ्रिजरेटर 3 मधील मिथाइल अल्कोहोल रिसीव्हर 4 मध्ये गोळा केले जाते, आणि
सबलाइमिंग डायमिथाइल टेरेफ्थालेट इथिलीन ग्लायकोलसह एका स्तंभात धुतले जाते
नोझलमधून आणि अणुभट्टीवर परत आले. मिथाइल डिस्टिलेशन नंतर
अल्कोहोल, अणुभट्टीतील तापमान 260-280 डिग्री सेल्सियस पर्यंत वाढवले ​​जाते आणि डिस्टिल्ड बंद केले जाते
अतिरिक्त इथिलीन ग्लायकोल. वितळलेले डिग्लायकोल टेरेफ्थालेट
अणुभट्टीमध्ये मेटल स्ट्रेनर 5 द्वारे ओतले 6. त्यानंतर
0.5-1 तास लोड केल्याने व्हॅक्यूम तयार होतो (अवशिष्ट दाब 267 Pa).
पर्यंत 3-5 तासांसाठी 280 °C तापमानावर पॉलीकॉन्डेन्सेशन केले जाते
दिलेल्या चिकटपणाचे वितळणे. सोडलेले इथिलीन ग्लायकोल डिस्टिल्ड ऑफ आहे,
रेफ्रिजरेटर 7 मध्ये कंडेन्स करा आणि रिसीव्हर 8 मध्ये गोळा करा.
वितळलेले पीईटी दाबयुक्त नायट्रोजनसह अणुभट्टीतून पिळून काढले जाते.
ड्रम 9 वर फिल्मच्या स्वरूपात स्लॉटेड होल, बाथमध्ये ठेवलेले
पाणी. कूल्ड फिल्म मशीन 10 वर चिरली जाते आणि crumbs स्वरूपात
कोरडे आणि पॅकेजिंगकडे जाते.
पॉलिथिलीन टेरेफ्थालेट उत्पादन योजना:
1.6 - अणुभट्ट्या; 2 - पॅक केलेले स्तंभ; 3.7 - रेफ्रिजरेटर्स; ४.८-
रिसीव्हर्स; 5 - फिल्टर; 9 - थंड ड्रम; 10 - क्रशर

पॉली कार्बोनेट

फॉस्जेनेशन पद्धत
स्वारस्यीकरण पद्धत

नियतकालिक पद्धतीने पॉली कार्बोनेटच्या उत्पादनासाठी योजना:
1 - अणुभट्टी; 2, 6 - रेफ्रिजरेटर्स; 3 - वॉशर; 4 - उपकरणे
निर्जलीकरण साठी; 5 - पॅक केलेले स्तंभ; 7 - precipitator; 8 -
फिल्टर; 9 - ड्रायर; 10 - ग्रॅन्युलेटर
अणुभट्टी 1 मध्ये, पॅडल स्टिरर (8-12 rpm) ने सुसज्ज आहे,
DFP, मिथिलीन क्लोराईडचे 10% अल्कधर्मी द्रावण लोड करा,
उत्प्रेरक (चतुर्थांश अमोनियम मीठ), आणि
नंतर 20-25 डिग्री सेल्सिअस तापमानात ढवळलेल्या मिश्रणात फॉस्जीनचा समावेश केला जातो.
नायट्रोजन वातावरणात पॉलीकॉन्डेन्सेशन 7-8 तास चालते
किंवा आर्गॉन, कारण फिनोलेट्स वातावरणातील ऑक्सिजनद्वारे ऑक्सिडाइझ केले जातात.
प्रतिक्रियेतून सोडलेली उष्णता थंडीमुळे काढून टाकली जाते
अणुभट्टीच्या जाकीटला आणि बाष्पीभवनासह पाणी पुरवले जाते
मिथिलीन क्लोराईड, जे रेफ्रिजरेटरमध्ये संक्षेपणानंतर
2 अणुभट्टीला परत केले जाते.
पॉलिमर मेथिलीन क्लोराईड तयार होताना त्यात विरघळते.
एक चिकट 10% द्रावण वॉशर 3 मध्ये प्रवेश करते, कुठे, येथे
ढवळणे हायड्रोक्लोरिक ऍसिडच्या द्रावणाने तटस्थ केले जाते आणि
दोन टप्प्यात विभागले आहे. असलेली जलीय अवस्था
विरघळलेले सोडियम क्लोराईड, वेगळे केले आणि एका ओळीत ओतले
सांडपाणी. सेंद्रिय टप्पा पाण्याने अनेक वेळा धुतला जातो
(प्रत्येक वॉशिंगनंतर जलीय टप्पा विभक्त केला जातो) आणि त्यांना दिले जाते
उपकरणामध्ये निर्जलीकरण 4. पाण्याची वाफ त्यातून जाते
पॅक केलेला कॉलम 5, रेफ्रिजरेटरमध्ये कंडेन्स 6 आणि
जलसाठ्यात प्रवेश करा. पीसी सोल्यूशन प्रीसिपिटेटर 7 मध्ये दिले जाते
ज्यामध्ये PC मिथाइल अल्कोहोल किंवा एसीटोनसह अवक्षेपित आहे. पासून
पीसी निलंबन फिल्टर 8 वर आणि पावडरच्या स्वरूपात वेगळे केले जातात
ड्रायर 9 कडे पाठवले आणि नंतर ग्रेन्युलेटर 10 कडे पाठवले
ग्रॅन्युल ग्रॅन्युल्स एकतर रंगहीन असतात किंवा त्यांचा रंग हलका तपकिरी असतो. सॉल्व्हेंट आणि प्रीसिपिटंटचे मिश्रण आत प्रवेश करते
पुनर्जन्म

सतत पद्धतीने पॉली कार्बोनेटच्या उत्पादनासाठी योजना:
1,2, 3 - अणुभट्ट्या; 4.6 - वेगळे करण्यासाठी उपकरणे; 5 - उतारा
स्तंभ; 7 - स्ट्रिपिंग स्तंभ; 8, 10 - रेफ्रिजरेटर्स; 9 - पर्जन्यवृष्टी
स्तंभ
पीसी उत्पादनाच्या सतत पद्धतीमध्ये, सर्व घटक जलीय द्रावण आहेत
सोडियम डिफेनोलेट, जलीय अल्कली बिस्फेनॉल विरघळवून प्राप्त होते,
मेथिलीन क्लोराईड आणि फॉस्जीन - डिस्पेंसरद्वारे सतत पहिल्यामध्ये प्रवाहित होतो
अणुभट्ट्यांच्या कॅस्केडचा अणुभट्टी 1. जलद मिश्रण सुनिश्चित करते
प्रतिक्रिया कोर्स. परिणामी oligomer अणुभट्टी 2 आणि नंतर मध्ये वाहते
अणुभट्टी 3. सर्व अणुभट्ट्यांमध्ये तापमान 25-30 °C च्या आत राखले जाते.
पॉलीकॉन्डेन्सेशनची प्रक्रिया सखोल करण्यासाठी आणि पॉलिमर मिळविण्यासाठी अणुभट्टी 3 ला
उच्च आण्विक वजन उत्प्रेरक सादर केले जाते (जलीय द्रावण
अमोनियम अल्किलेरिल क्लोराईड).
प्रतिक्रिया मिश्रण, ज्यामध्ये जलीय आणि सेंद्रिय टप्प्यांचा समावेश आहे, प्रवेश करते
सतत वेगळे करण्यासाठी उपकरण 4. जलीय अवस्था शुद्धीकरणासाठी दिले जाते, आणि
मिथिलीन क्लोराईडमधील पीसी सोल्यूशन एक्सट्रॅक्शन कॉलम 5 मध्ये पाण्याने धुतले जाते
आणि यंत्रामध्ये पाण्यापासून वेगळे केले जाते 6. धुतलेले पॉलिमर द्रावण निघून जाते
डिस्टिलेशन कॉलम 7 हे उरलेले पाणी अजिओट्रॉपिक मिश्रणाच्या स्वरूपात वेगळे करण्यासाठी
वॉटर-मिथिलीन क्लोराईड, ज्याची वाफ रेफ्रिजरेटर 8 मध्ये थंड केली जातात आणि आत जातात
विभाजनासाठी.
थंड झाल्यावर मिथिलीन क्लोराईडमध्ये पीसीचे निर्जलित द्रावण
उष्णता एक्सचेंजर आणि गाळण्याची प्रक्रिया किंवा पध्दती (फिल्टर आकृतीमध्ये दर्शविलेले नाही) साठी पुरवले जाते
कंटेनरमध्ये काढून टाका (जेव्हा चित्रपट प्राप्त करताना वार्निश म्हणून वापरले जाते आणि
कोटिंग्ज) किंवा 6 MPa वापरून 130 °C पर्यंत गरम केल्यानंतर
नोजल पर्जन्य स्तंभ 9 मध्ये दिले जाते. या स्तंभात, मुळे
वातावरणातील दाब कमी करणे आणि मिथिलीन क्लोराईड पीसीचे बाष्पीभवन
पावडर म्हणून वेगळे केले जाते आणि स्तंभाच्या तळाशी अवक्षेपित केले जाते. जोडपे
मेथिलीन क्लोराईड रेफ्रिजरेटर 10 आणि पावडरमध्ये घनरूप केले जाते
पॉलिमर - ग्रॅन्युलेशनसाठी.

Polyarylates

10.

बॅच पद्धतीने पॉलिअरीलेट्सचे उत्पादन करण्याची योजना
1 - डिक्लोराईड्सचे द्रावण तयार करण्यासाठी उपकरणे; 2 - साठी उपकरणे
बिस्फेपोलचे द्रावण तयार करणे; 3 - अणुभट्टी; 4 - निलंबन कलेक्टर; ५ -
अपकेंद्रित्र; 6 - ओले पावडर कलेक्टर
इंटरफेसियल पॉलीकॉन्डेन्सेशन सीमेवर होते
द्रावणाचा निचरा झाल्यावर फेज सेपरेशन तयार होते
डिकार्बोक्झिलिक ऍसिड डायक्लोराइड (किंवा मिश्रण
विविध डायकार्बोक्झिलिक ऍसिडचे डायक्लोराइड्स) मध्ये
जलीय क्षारीय असलेले सेंद्रिय दिवाळखोर (सोल्यूशन I).
डायहाइडरिक फिनॉल सोल्यूशन (सोल्यूशन II). IN
उद्योग, ही प्रक्रिया खालीलप्रमाणे चालते
मार्ग उपकरण 1 मध्ये, मी द्रावण तयार केले आहे
मध्ये terephthalic आणि isophthalic acid dichlorides
p-xylene, आणि उपकरण 2 मध्ये - DFP पासून द्रावण II, जलीय
सोडियम हायड्रॉक्साईड द्रावण आणि इमल्सीफायर. फिल्टर केले
अणुभट्टी 3 मध्ये द्रावण दिले जातात, जेथे 20-25 डिग्री सेल्सियस आणि
20-40 मिनिटे ढवळत राहा
चालू आहे
प्रतिक्रिया
पॉली कंडेन्सेशन,
फॉर्ममध्ये पॉलिमरच्या प्रकाशनासह
पावडर निलंबन संकलन 4, पावडर मध्ये गोळा केले जाते
पॉलिमर सेंट्रीफ्यूज 5 मध्ये वारंवार वेगळे केले जाते
पाण्याने धुतले, ओल्या संग्रहात हस्तांतरित केले
पावडर 6 आणि द्रवीकृत बेड ड्रायरमध्ये कोरडे करण्यासाठी सर्व्ह केले.
वाळलेल्या बारीक पावडरला खायला दिले जाते
पॅकेजिंग किंवा ग्रॅन्युलेशन.

पॉलीकॉन्डेन्सेशन पार पाडण्यासाठी पद्धतीची निवड प्रारंभिक पदार्थांच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांद्वारे आणि परिणामी पॉलिमर, तांत्रिक आवश्यकता, प्रक्रियेदरम्यान सेट केलेली कार्ये इत्यादींद्वारे निर्धारित केली जाते.

तापमानानुसार polycondensation पद्धती विभागल्या आहेत उच्च तापमान(200С पेक्षा कमी नाही) आणि कमी तापमान(0-50С), प्रतिक्रिया प्रणालीच्या एकत्रीकरणाच्या स्थितीनुसारकिंवा फेज स्थिती- मध्ये पॉलीकॉन्डेन्सेशनसाठी वस्तुमान(वितळणे), घन टप्पा, उपाय, इमल्शन(निलंबन), दोन-चरण प्रणाली(इंटरफेसियल पॉलीकॉन्डेन्सेशन - उदाहरणार्थ, डायक्लोराइडसह सेंद्रिय टप्प्याच्या इंटरफेसवर आणि डायमाइनसह पाणी, एक पॉलिमाइड फिल्म प्राप्त होते).

वितळणे आणि घन टप्प्यात पॉलीकॉन्डेन्सेशन उच्च तापमानात होते; इमल्शन पॉलीकॉन्डेन्सेशन आणि इंटरफेसियल पॉलीकॉन्डेन्सेशन - कमी तापमानात; द्रावणात पॉलीकॉन्डेन्सेशन - उच्च आणि कमी तापमानात.

कमी तापमानाचे पॉलीकॉन्डेन्सेशन प्रामुख्याने असते असंतुलन, उच्च तापमान - प्रामुख्याने समतोल.

पॉलीकॉन्डेन्सेशन वितळणे, सॉल्व्हेंट किंवा डायल्यूंटच्या अनुपस्थितीत पॉलीकॉन्डेन्सेशन (सामान्यत: समतोल) आयोजित करण्याची पद्धत; परिणामी पॉलिमर वितळलेल्या अवस्थेत आहे. प्रारंभिक सामग्री (आणि कधीकधी उत्प्रेरक) परिणामी पॉलिमरच्या वितळण्याच्या (मऊ होणे) तापमानापेक्षा (सामान्यतः 200-400 डिग्री सेल्सिअस) 10-20°C जास्त तापमानात गरम केले जाते. मोनोमर्सचे ऑक्सिडेशन आणि पॉलिमरचे थर्मल-ऑक्सिडेटिव्ह डिग्रेडेशन टाळण्यासाठी, प्रक्रिया प्रथम अक्रिय वायूच्या वातावरणात (बहुतेकदा वाळलेल्या) केली जाते आणि कमी आण्विक प्रतिक्रिया उत्पादने पूर्णपणे काढून टाकण्यासाठी आणि व्हॅक्यूममध्ये पूर्ण केली जाते. उच्च-आण्विक पॉलिमरच्या निर्मितीकडे समतोल.

पद्धतीचे फायदे: कमी-प्रतिक्रियाशील मोनोमर्स वापरण्याची शक्यता, तांत्रिक योजनेची तुलनात्मक साधेपणा, परिणामी पॉलिमरचे उच्च उत्पन्न आणि शुद्धता, परिणामी पॉलिमर वितळण्यापासून तंतू आणि चित्रपट तयार होण्याची शक्यता.

दोष: थर्मलली स्थिर मोनोमर्स वापरण्याची गरज आणि उच्च तापमानावरील प्रक्रिया, प्रक्रियेचा कालावधी, उत्प्रेरकांचा वापर.

बहुतेक पॉलिमरच्या वितळण्याच्या उच्च स्निग्धतेमुळे, प्रक्रियेच्या अंतिम टप्प्यावरचा दर प्रतिक्रिया करणार्‍या गटांच्या क्रियाकलापांप्रमाणे निर्धारित केला जात नाही. प्रसार घटक(मॅक्रोमोलेक्यूल्सची गतिशीलता).

अलिफेटिक पॉलिमाइड्स आणि पॉलिस्टर्स (उदाहरणार्थ, पॉलिमाइड - 6,6आणि पॉलीथिलीन टेरेफ्थालेट). हे नियतकालिक आणि सतत योजनेनुसार चालते. पहिल्या प्रकरणात, प्रक्रिया ऑटोक्लेव्हमध्ये केली जाते, गरम झालेल्या वाल्वद्वारे नायट्रोजनसह तयार पॉलिमर पिळून काढते. पॉलिमर आउटलेटवर स्क्रू मिक्सरसह सुसज्ज असलेल्या यू- आणि एल-आकाराच्या तसेच ट्यूबलर अणुभट्ट्यांमध्ये निरंतर प्रक्रिया चालविली जाते, ज्यामुळे मोनोफिलामेंटच्या स्वरूपात स्पिनरेटद्वारे वितळणे आणि त्याचे एक्सट्रूझन प्रभावीपणे मिसळणे सुनिश्चित होते, टो किंवा फिल्म. ट्युब्युलर उपकरणाला ढवळण्याची गरज नसते, कारण प्रक्रिया पातळ थरात होते.

प्रयोगशाळेच्या सराव मध्येवितळलेल्या संश्लेषणात पॉलीकॉन्डेन्सेशनच्या पद्धतीद्वारे पॉलिमाइड्स, पॉलिस्टर, polyheteroarylenes, ब्लॉक आणि यादृच्छिक कॉपॉलिमर.

सोल्यूशन पॉलीकॉन्डेन्सेशन- पॉलीकॉन्डेन्सेशन पार पाडण्याची एक पद्धत, ज्यामध्ये मोनोमर्स आणि परिणामी पॉलिमर एकाच टप्प्यात द्रावणात असतात. जेव्हा मोनोमर आणि (किंवा) पॉलिमर प्रतिक्रिया माध्यमात अंशतः विरघळतात तेव्हा पद्धतीचे विविध प्रकार शक्य आहेत. उच्च मेगावॅटचे पॉलिमर मिळविण्यासाठी, मोनोमर्स आणि पॉलिमर, एक नियम म्हणून, प्रतिक्रिया माध्यमात पूर्णपणे विरघळले जाणे आवश्यक आहे, जे दोन किंवा अधिक सॉल्व्हेंट्सचे मिश्रण वापरून किंवा प्रतिक्रिया तापमान वाढवून प्राप्त केले जाते. सामान्यतः प्रक्रिया 25-250 डिग्री सेल्सिअस तापमानात केली जाते. परिणामी पॉलिमर थर्मोडायनामिकली अस्थिर (मेटास्टेबल) सोल्यूशन्स किंवा लियोट्रॉपिक लिक्विड क्रिस्टल सिस्टम तयार करू शकतो. अशा द्रावणातून पॉलिमरचा अवक्षेप झाल्यानंतर, ते या सॉल्व्हेंटमध्ये पुन्हा विरघळले जाऊ शकत नाही. अवक्षेपित क्रिस्टलीय पॉलिमरमध्ये, जे प्रतिक्रिया द्रावणात सूजत नाही, मॅक्रोमोलेक्यूल्सची वाढ थांबते; अनाकार पॉलिमरमध्ये सूज चालू राहते. प्रतिक्रिया द्रावणातून पॉलिमरचा वर्षाव त्याचे स्फटिकीकरण होऊ शकते.

पद्धतीचे फायदे: तुलनेने कमी तापमानात प्रक्रिया पार पाडण्याची शक्यता; उत्प्रेरक म्हणून कार्य करण्यासाठी सॉल्व्हेंटची क्षमता; चांगले उष्णता हस्तांतरण; चित्रपट आणि तंतूंच्या निर्मितीसाठी परिणामी पॉलिमर सोल्यूशनचा थेट वापर करण्याची शक्यता.

एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे पिअरवर सॉल्व्हेंटच्या स्वरूपाचा प्रभाव. परिणामी पॉलिमरचे वस्तुमान आणि रचना. विद्रावक (पायरीडाइन, टर्शरी अमाइन, एन, एन-डायमिथाइलसेटामाइड, एन-मेथिलपायरोलिडोन, इ.) प्रतिक्रियामध्ये तयार झालेल्या ऍसिडला बांधतात तेव्हा उदाहरणे ओळखली जातात. येथे पॉलिस्टरिफिकेशनकिंवा polyamidation(तथाकथित स्वीकारकर्ता उत्प्रेरक polycondensation). त्यात असलेले सॉल्व्हेंट आणि अशुद्धता, उदाहरणार्थ, H 2 O, साइड रिअॅक्शन होऊ शकतात ज्यामुळे कार्यात्मक गट अवरोधित होतात. त्यांच्यामध्ये एक विशेष स्थान चक्रीकरणाने व्यापलेले आहे, ज्याची तीव्रता प्रतिक्रिया सोल्यूशनच्या कमी एकाग्रतेसह वाढते.

प्रयोगशाळेच्या सराव मध्येसोल्यूशनमध्ये पॉलिमरायझेशनच्या पद्धतीद्वारे विविध संश्लेषित केले जातात कार्बो- आणि हेटरोचेन पॉलिमर, समावेश ऑर्गेनोइलेमेंटल (पॉलीसिटिलीन्स, पॉलिमाइड्स, पॉलिस्टर आणि पॉलिथर्स, पॉलीसल्फोन, पॉलीहेटेरोअरिलीन, पॉलीसिलॉक्सेन इ.).

तंत्रज्ञान आणि उपकरणे पॉलीकॉन्डेन्सेशनच्या प्रकारावर अवलंबून असतात. सोल्युशनमध्ये समतोल (परत करता येण्याजोगा) पॉलीकॉन्डेन्सेशनसह, प्रक्रिया 100-250°C वर चालते आणि सॉल्व्हेंट्स वापरले जातात जे परिणामी पॉलिमर चांगले विरघळतात आणि कमी आण्विक वजन प्रतिक्रिया उत्पादने खराब करतात. अशा सॉल्व्हेंट्सचा उकळण्याचा बिंदू कमी आण्विक वजन प्रतिक्रिया उत्पादनांपेक्षा जास्त असावा. काहीवेळा सॉल्व्हेंट्स वापरले जातात जे कमी आण्विक वजन प्रतिक्रिया उत्पादनासह अझीओट्रॉपिक मिश्रण तयार करतात, ज्याचा उकळण्याचा बिंदू सॉल्व्हेंटपेक्षा कमी असतो ( azeotropic polycondensation). उद्योगात, ही प्रक्रिया क्वचितच वापरली जाते. अनेक पॉलिस्टर्सच्या उत्पादनातील पहिला टप्पा, उदाहरणार्थ, पॉलीथिलीन टेरेफ्थालेट, द्रावणातील एक प्रकारचा समतोल पॉलीकॉन्डेन्सेशन आहे, जेव्हा मोनोमर्सपैकी एक (या उदाहरणात, इथिलीन ग्लायकोल), जास्त प्रमाणात घेतले जाते, ते सॉल्व्हेंट म्हणून काम करते.

द्रावणातील नॉन-समतोल (अपरिवर्तनीय) पॉलीकॉन्डेन्सेशन कमी- आणि उच्च-तापमानात विभागले गेले आहे - प्रक्रिया तापमान अनुक्रमे 100°C पेक्षा कमी आणि 100°C पेक्षा जास्त (अधिक वेळा 200°C पर्यंत). सोल्युशनमध्ये कमी-तापमान पॉलीकॉन्डेन्सेशनचा एक फरक म्हणजे इमल्शन पॉलीकॉन्डेन्सेशन, जेव्हा पॉलिमर जल-सेंद्रिय विषम प्रणालीच्या सेंद्रिय टप्प्यात तयार होतो. मुक्त केलेले HNa1 जलीय अवस्थेत अल्कली मेटल कार्बोनेट किंवा हायड्रॉक्साइडसह तटस्थ केले जाते. उद्योगात, नॉन-समतोल सोल्यूशन पॉलीकॉन्डेन्सेशनच्या उत्पादनात वापरले जाते पॉलिमाइड्स, पॉली कार्बोनेट, polyarylates, polyheteroarylenesआणि इतर आणि नियतकालिक आधारावर चालते.

घन टप्प्यात polycondensation (सॉलिड स्टेट पॉली कंडेन्सेशन), जेव्हा मोनोमर्स किंवा ऑलिगोमर्स क्रिस्टलीय किंवा काचेच्या स्थितीत असतात आणि एक घन पॉलिमर तयार होतो तेव्हा पॉलीकॉन्डेन्सेशन पार पाडण्याची पद्धत. एक प्रकारचे सॉलिड-स्टेट पॉलीकॉन्डेन्सेशन शक्य आहे, जेव्हा त्याच्या कोर्स दरम्यान प्रारंभिक सामग्री वितळते किंवा मऊ होते. अनेक प्रकारे (परिस्थिती, प्रक्रियेची नियमितता), सॉलिड-स्टेट पॉलीकॉन्डेन्सेशन हे मेल्टमधील पॉलीकॉन्डेन्सेशन सारखेच असते. अॅलिफॅटिक (-अमीनो ऍसिड) चे सॉलिड-स्टेट पॉलीकॉन्डेन्सेशन, ज्याला प्रतिक्रिया दरम्यान मोनोमर-पॉलिमर इंटरफेसमध्ये वाढ झाल्यामुळे ऑटोकॅटॅलिसिसच्या उपस्थितीने वैशिष्ट्यीकृत केले जाते, ज्यावर मोनोमर रेणू क्रिस्टलपेक्षा अधिक मोबाइल असतात. तपशीलवार अभ्यास केला आहे.

अत्यंत प्रतिक्रियाशील मोनोमर्सपासून पॉलीहेटेरोअरिलीन्स मिळविण्यासाठी ही पद्धत वापरली जाते. साच्यात दबावाखाली प्रक्रिया पार पाडताना, ते पॉलिमरचे संश्लेषण आणि उत्पादनाचे मोल्डिंग एकत्र करतात. अशाप्रकारे, विशेषतः, अखंड उत्पादने पॉलिमाईड्स, पॉली(अरॉयलेन-) पासून मिळविली जातात. bis- बेंझिमिडाझोल्स).

सॉलिड-स्टेट पॉलीकॉन्डेन्सेशनची एक महत्त्वाची विविधता अनेकांच्या निर्मितीच्या प्रक्रियेतील दुसरा टप्पा आहे polyheteroarylenes, पूर्व-प्राप्त मध्यवर्ती उच्च आण्विक वजन पॉलिमर (प्रीपॉलिमर) पासून तयार केलेल्या चित्रपट किंवा तंतूंमध्ये चालते. ही इंट्रामोलेक्युलर पॉलीसायक्लायझेशनची थर्मल प्रक्रिया आहे जी अक्रिय वायू प्रवाह किंवा व्हॅक्यूममध्ये सामान्यत: इंटरमीडिएट पॉलिमरच्या काचेच्या संक्रमण तापमानाच्या खाली (उदाहरणार्थ, पॉलिअमिक ऍसिड) किंवा त्याच्या वरच्या, परंतु काचेच्या संक्रमण तापमानाच्या खाली किंवा मृदू तापमानाच्या खाली असते. अंतिम polyheteroarylene. काही प्रकरणांमध्ये (उदाहरणार्थ, पॉलीहायड्रॅझाइड्सचे पॉली-1,3,4-ऑक्साडियाझोलमध्ये रूपांतर दरम्यान), चक्रीकरणादरम्यान काचेच्या संक्रमण तापमानात वाढ झाल्यामुळे प्रक्रियेचा गतिज प्रतिबंध दिसून येतो; नंतर तापमानात टप्प्याटप्प्याने वाढ करा. कधीकधी पॉलीसाइक्लायझेशनसह मॅक्रोमोलेक्यूल्सच्या टर्मिनल फंक्शनल ग्रुप्सवर सॉलिड-स्टेट पॉलीकॉन्डेन्सेशन असते, ज्यामुळे पॉलिमरच्या आण्विक वजनात वाढ होते.