Синтез полімерів реакцією поліконденсації

Реактиви і прилади: фенол, формалін, хлороводнева кислота (конц), розчин лугу (конц), розчин гексаметилендиаміну, 10 % розчин ацетату натрію або соди, розчин хлорангідриду адипінової кислоти (або іншої двохосновної кислоти), бензин.

Круглодонна колба на 100 мл (2 шт..), хімічний стакан на 50 мл, обернений повітряний холодильник, водяна та пісочна баня, порцелянова чашка, пробірки, сушильна шафа

 

Дослід № 1.Отримання фенол-формальдегідної смоли.

Отримання новолачної смоли. В колбі з оберненим повітряним холодильником на 100 мл змішати 10г (1,05 моль) фенолу та 6,5 мл (0,75 моль) формаліну. Додати 2 краплі НСl(конц.). Нагрівати на водяній бані, перемішувати безперервно. При температурі 100 ° С починається реакція, розчин стає мутним та розшаровується.. Требе нагрівати ще 20-30 хвилин до початку застигання. Виливаємо в'язку масу в порцелянову чашу та нагріваємо на пісочній бані (150-200. ° С) доки виділяються бульбашки.

Прозору смолу виливаємо на залізний лист, охолоджуємо та знімаємо. Утворюється термопластична смола – ново лак, яка має лінійну будову.

Написати схему реакції поліконденсації фенолу та формальдегіду.

Отримання резольної смоли.

Ре зольні смоли, на відміну від новолачних, отримують за умов надлишку формальдегіду.

В маленьку колбу з скляною трубкою у якості оберненого холодильника змішують 4 г (0,

В маленьку колбу з скляною трубкою у якості оберненого холодильника змішують 4 г (0,42 моль) фенолу та 6 мл (0,5 моль) розчину формаліну. Додають 10 крапель NaOH (конц.) та нагрівають на водяній бані до розшарування рідини.На поверхні утворюється водяний шар, який треба злити. На дні залишається в'язка маса – ре зольна смола. Виливаємо її в чашу або пробірку та ставимо в сушильну шафу (130 ° С). Висушуємо до отримання золотистої твердої маси – резину, полімеру з просторовою будовою.

Написати реакцію утворення просторової структури.

 

Дослід № 2. Отримання поліамідного полімеру.

Поліаміди мають гарні фізико-механічні показники та використовуються для виробництва синтетичного волокна та пластмас.

Незалежно від природи вихідних мономерів та методів синтезу, ланцюги поліамідів містять полярні, здатні утворювати водневі зв’язки, групи СО-NH-. Завдяки потужній міжмолекулярній взаємодії, поліаміди – важкорозчинні полімери з температурою плавлення біля 180 – 250 º С.Молекулярна маса технічних полімерів коливається в межах 8000 – 25 000 к.о. Найбільш широке використання знайшли продукти конденсації адипінової кислоти та гексаметилендиаміну, які відомі впід назвою анід.

Синтез поліметиленадипінату (найлону) відбувається за схемою:

NH₂ – (CH₂)₆ – NH₂ + ClCO – (CH₂)₄ – COCl (t º, H₂O) ®

Гексаметилендиамін хлорангідрид адипінової кислоти

 [ -NH – (CH₂)₆ – NHCO – (CH₂)₄ – CO –]_n + n HCl

Для отримання найлону, в стакан на 50 мл діаметром 5-6см налийте розчин 1,16г гексаметилендиаміну в 10мл 10 % водного розчину ацетату натрію або соди.

Потім обережно(щоб не перемішувалися шари рідини) доливаємо розчин 1,83 г хлорангідриду адипінової (або будь-якої двохосновної) кислоти в 10 мг бензену.

На межі розподілу двох рідин утворюється плівка полі конденсату, яку треба витягнути скляною паличкою с такою швидкістю,щоб утворилася однакова за товщиною плівка.

Після закінчення утворення полімеру, промийте його декілько раз водою та залиште висихати на повітрі.

 

Контрольні запитання

1.Які реакції називаються реакціями полімеризації, які механізми визнаєте? Приклади (для поліпропілену, полістиролу, ізопренового каучуку)

2. Які полімери та з якою метою застосовуються в будівництві? Приклади (ПВХ, ПВА, оргскло, гума т.щ.)

3. Що таке поліконденсація? Чим ця реакція та мономери відрізняються від реакції полімеризації? Приклади (фенопласти, поліетилентерефталати (лавсан), найлон, поліуретани).

 

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М. – Высш.шк.,1992. – 430с.

2. Петров А.А.,Бальян Х.В.,ТрощенкоА.Т.–М.–Высш.шк.,1981. - 592 с.

3. Бобрівник Л.Д., Руденко В.М., Лезенко Г.О. Органічна хімія. — K. — Ірпінь: Перун, 2002. – 544 с.

4. Домбровський А.В., Найдан В.М. Органічна хімія. — K.: 1992. Вища. шк., 1992.

5. Ластухіц Ю.О., Воронов С.А. Органічна хімія. — Л.: Центр Європи, 2000.

6. Нечаев А.П., Еременко Т.В. Органическая химия. — M.: Высш. шк., 1985.

7. Боєчко Ф.Ф. Основи хімії полімерів.- К.- Рад. шк., 1976. – 175 с.

 

ЛІТЕРАТУРА