Ионная полимеризация. Катионная полимеризация

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Ионная полимеризация. Катионная полимеризация

Содержание

2. Схема ионной полимеризации
3. Общие черты у радикальной и ионной полимеризации И те и другие процессы протекают по цепному механизму:
4. Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией 1. Избирательность мономеров к процессам ионной полимеризации Если
5. Виниловые эфиры активны в катионной полимеризации Акрилонитрил активен в анионной полимеризации Стирол активен и катионной, и
6. Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией 1. 2. Активные центры (ионы) могут существовать в
7. Различные варианты взаимодействия карбкатиона и аниона. Если взаимодействие сильное, то образуется ионная пара:
8. При введении полярного растворителя можем получить сольватно-разделенную ионную пару или разделенные ионы сольватно-разделенная пара: разделенные ионы:
9. Радикальная полимеризация В реакциях радикальной полимеризации рост цепи не зависит от инициирующего радикала, а зависит только
10. 3) Инициаторы ионной полимеризации не только формируют активные центры, но и оказывают существенное влияние на константы
11. 5) Энергия активации обычно ниже, чем для радикальной полимеризации. Многие реакции имеют отрицательный температурный коэффициент (т.
12. Катионная полимеризация В процессе катионной полимеризации инициатором процесса являются катионы. Поэтому в процесс вступают мономеры с
13. Активные мономеры в катионной полимеризации
14. Активные мономеры в катионной полимеризации
15. Не полимеризуются мономеры с электроно-акцепторными заместителями или в тех случаях, когда атака катиона направляется не на
16. В катионную полимеризацию вступают большое количество циклических мономеров
17. Могут существовать различные варианты атаки катиона на молекулу мономера:
18. Инициаторы (катализаторы) катионной полимеризации 1. Протонные кислоты: H2SO4, H3PO4, CF3COOH, HCl, НСlO4; 2. Кислоты Льюиса: BF3,
19. Протонные кислоты
20. Кислоты Льюиса Мономер – изобутилен Рост цепи:
21. Реакция обрыва цепи в катионной полимеризации В радикальной полимеризации имеет место бимолекулярный обрыв, в ионной полимеризации
22. Обрыв может происходить из-за взаимодействия карбкатиона с противоионом:
23. Реакция по механизму «живых цепей» Роль сокатализатора могут играть концевые группы полимера. Рост той же цепи
24. Кинетика катионной полимеризации Скорость инициирования зависит от концентрации инициатора: Обрыв цепи описывается уравнением мономолекулярной реакции по
25. Выражение для скорости полимеризации будет иметь следующий вид: В стационарном режиме полимеризации скорость обрыва можно принять
26. Выражение для степени полимеризации принимает следующий вид: или, преобразуя, получим: Энергия активации зависит от энергий активации
27. 1. Суммарная скорость катионной полимеризации прямо пропорциональна концентрации катализатора 2. Средняя степень катионной полимеризации прямо пропорциональна
28. Влияние природы среды Чем больше полярность среды, тем выше степень разделения ионов и выше скорость процесса.
29. Методом катионной полимеризации в промышленности получают бутилкаучук
30. полиизобутилен
31. Анионная полимеризация Анионной полимеризацией называется процесс ионной полимеризации, в которой инициатором является анион или
32. Мономеры, вступающие в процесс анионной полимеризации Это соединения с кратной связью, имеющие при ней электроноакцепторные заместители:
33. заместителями могут быть различные группы:
34. По анионному механизму полимеризуется также ряд циклических мономеров:
35. Циклосилоксаны
36. Инициаторы анионной полимеризации 1. Слабые основания: NH3, NR2H 2. Основания средней силы: к этой группе относятся
37. Возможно использовать в качестве возбудителей щелочные и щелочно-земельные металлы: В качестве акцептора электрона могут выступать аммиак,
38. В случае бутадиена реакцию можно записать следующим образом:
39. Реакция роста цепи Реакция роста цепи может протекать с участием всех форм существования активных центров (ассоциаты
40. Реакция обрыв цепи Противоионами в анионной полимеризации являются химически стабильные катионы металлов. Поэтому характерные реакции обрыва
42. Особенности анионной полимеризации: Наибольшую энергию активации имеет реакция обрыва, значит при низких температурах обрыва не будет
43. Макромолекула, которая не хотела умирать
45. блок-сополимер: СБС термоэластопласт (ТЭП)
47. Скачать презентацию

Слайд 2

Схема ионной полимеризации

Слайд 3

Общие черты у радикальной и ионной полимеризации
И те и другие процессы

протекают по цепному механизму:
имеется стадия инициирования цепи
стадия роста цепи
и стадия обрыва цепи
Во многих случаях реакции ионной полимеризации могут протекать и без стадии обрыва цепи.

Слайд 4

Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией 1. Избирательность мономеров к

процессам ионной полимеризации

Если заместители электронодонорные, то соединение будет взаимодействовать с катионами, возможен процесс катионной полимеризации.

Если заместители электроакцепторные, то соединение будет взаимодействовать с анионами, возможен процесс анионной полимеризации

Слайд 5

Виниловые эфиры активны в катионной полимеризации
Акрилонитрил активен в
анионной полимеризации
Стирол активен и

катионной, и в анионной полимеризации

Слайд 6

Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией 1. 2. Активные центры

(ионы) могут существовать в процессах ионной полимеризации в различных формах:

Слайд 7

Различные варианты взаимодействия карбкатиона и аниона. Если взаимодействие сильное, то образуется

ионная пара:

Слайд 8

При введении полярного растворителя можем получить сольватно-разделенную ионную пару или разделенные

ионы

сольватно-разделенная пара:

разделенные ионы:

Слайд 9

Радикальная полимеризация
В реакциях радикальной полимеризации рост цепи не зависит от инициирующего

радикала, а зависит только от реакционной способности мономера и радикала

Ионная полимеризация

В ионной полимеризации на протекание процесса влияет как реакционная способность молекулы мономера, так и состояние активного центра роста цепи.

Слайд 10

3) Инициаторы ионной полимеризации не только формируют активные центры, но и

оказывают существенное влияние на константы роста цепи, на строение цепей, на обрыв цепи.

4) Кинетика ионной полимеризации и строение образующихся полимеров сильно зависят от природы среды. Обычно чем больше полярность среды, тем выше скорость процесса.

Слайд 11

5) Энергия активации обычно ниже, чем для радикальной полимеризации. Многие реакции

имеют отрицательный температурный коэффициент (т. е. с понижением температуры скорость реакции может увеличиваться).
6) Для многих процессов ионной полимеризации характерно образование полимеров, имеющих регулярное и стереорегулярное строение.

Слайд 12

Катионная полимеризация
В процессе катионной полимеризации инициатором процесса являются катионы.
Поэтому в процесс

вступают мономеры с кратной связью С=С, имеющие избыточную электронную плотность на двойной связи

Виниловые эфиры активны в катионной полимеризации

Слайд 13

Активные мономеры в катионной полимеризации

Слайд 14

Активные мономеры в катионной полимеризации

Слайд 15

Не полимеризуются мономеры с электроно-акцепторными заместителями
или в тех случаях, когда атака

катиона направляется не на двойную связь, а на другую группу, например:

Слайд 16

В катионную полимеризацию вступают большое количество циклических мономеров

Слайд 17

Могут существовать различные варианты атаки катиона на молекулу мономера:

Слайд 18

Инициаторы (катализаторы) катионной полимеризации
1. Протонные кислоты: H2SO4, H3PO4, CF3COOH, HCl, НСlO4;
2.

Кислоты Льюиса: BF3, AlCl3, AlBr3, SnCl4, ZnCl2 - при этом используют сокатализаторы:
H2O, ROH, RCl;
3. Галогены и межгалогенные соединения: J2, JBr, JCl, ...

Слайд 19

Протонные кислоты

Слайд 20

Кислоты Льюиса
Мономер – изобутилен
Рост цепи:

Слайд 21

Реакция обрыва цепи в катионной полимеризации
В радикальной полимеризации имеет место бимолекулярный

обрыв, в ионной
полимеризации происходит чаще всего мономолекулярный обрыв:

Слайд 22

Обрыв может происходить из-за взаимодействия карбкатиона с противоионом:

Слайд 23

Реакция по механизму «живых цепей»
Роль сокатализатора могут играть концевые группы полимера.

Рост той же цепи возобновиться и реакция может идти по механизму «живых цепей».

Слайд 24

Кинетика катионной полимеризации
Скорость инициирования зависит от концентрации инициатора:
Обрыв цепи описывается

уравнением мономолекулярной реакции по отношению к концентрации активных центров:

Скорость роста цепи пропорциональна концентрации активного карбкатиона и мономера:

Слайд 25

Выражение для скорости полимеризации будет иметь следующий вид:
В стационарном режиме полимеризации

скорость обрыва можно принять равной скорости инициирования, т. е.

Слайд 26

Выражение для степени полимеризации принимает следующий вид:
или, преобразуя, получим:
Энергия активации

зависит от энергий активации стадий процесса:

Слайд 27

1. Суммарная скорость катионной полимеризации прямо пропорциональна концентрации катализатора 2. Средняя

степень катионной полимеризации прямо пропорциональна концентрации мономера и не зависит от концентрации инициатора

Слайд 28

Влияние природы среды
Чем больше полярность среды, тем выше степень разделения

ионов и выше скорость процесса.

Табл. Влияние различных сред на скорость протекания полимеризации α-метилстирола под действием SnCl4•H2O

Слайд 29

Методом катионной полимеризации в промышленности получают
бутилкаучук

Слайд 30

полиизобутилен

Слайд 31

Анионная полимеризация
Анионной полимеризацией называется процесс ионной полимеризации, в которой инициатором является

анион

или

Слайд 32

Мономеры, вступающие в процесс анионной полимеризации
Это соединения с кратной связью, имеющие

при ней электроноакцепторные заместители:

Слайд 33

заместителями могут быть различные группы:

Слайд 34

По анионному механизму полимеризуется также ряд циклических мономеров:

Слайд 35

Циклосилоксаны

Слайд 36

Инициаторы анионной полимеризации
1. Слабые основания:
NH3, NR2H
2. Основания средней силы: к этой

группе относятся соединения, имеющие карбоксильную группу, аминогруппу (-NH2), алкоголяты щелочных металлов, гидроксиды щелочных металлов.

2. Сильные основания алкилы щелочных или щелочноземельных металлов.

Слайд 37

Возможно использовать в качестве возбудителей щелочные и щелочно-земельные металлы:
В качестве акцептора

электрона могут выступать аммиак, ароматические соединения, а также непосредственно мономеры

Этот комплекс легко отдает электрон мономеру, давая соответствующий анион-радикал M∙-, последние быстро рекомбинируют, образуя дианионы:

Слайд 38

В случае бутадиена реакцию можно записать следующим образом:

Слайд 39

Реакция роста цепи
Реакция роста цепи может протекать с участием всех форм

существования активных центров
(ассоциаты металлорганических соединений (МОС) ↔ мономерная форма МОС ↔ контактные
ионные пары ↔ сольватно-разделенные ионные пары ↔ свободные ионы).

Слайд 40

Реакция обрыв цепи
Противоионами в анионной полимеризации являются химически стабильные катионы металлов.

Поэтому характерные реакции обрыва и передачи цепи связаны с реакциями анионов
роста цепи с какими-либо соединениями (растворителями, примесями, функциональными группами в мономере

Слайд 41

Слайд 42

Особенности анионной полимеризации:
Наибольшую энергию активации имеет реакция обрыва, значит при низких

температурах обрыва не будет
В системе будет существовать макроанион, который называют "живой" цепью, т.к. этот макроанион может инициировать реакцию полимеризации другого мономера. Так получаю блок-сополимеры.
Анионная полимеризация используется для получения полимеров узкого молекулярно-массового распределения (цепочки одной длины)

Слайд 43

Макромолекула, которая не хотела умирать

Слайд 44

Слайд 45

Ионная полимеризация. Катионная полимеризация

Содержание

Схема ионной полимеризации

Общие черты у радикальной и ионной полимеризацииИ те и другие процессы

Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией 1. Избирательность мономеров к

Виниловые эфиры активны в катионной полимеризацииАкрилонитрил активен ванионной полимеризацииСтирол активен и

Особенности ионной полимеризации по сравнению с радикальной полимеризацией 1. 2. Активные центры

Различные варианты взаимодействия карбкатиона и аниона. Если взаимодействие сильное, то образуется

При введении полярного растворителя можем получить сольватно-разделенную ионную пару или разделенные

Радикальная полимеризацияВ реакциях радикальной полимеризации рост цепи не зависит от инициирующего

3) Инициаторы ионной полимеризации не только формируют активные центры, но и

5) Энергия активации обычно ниже, чем для радикальной полимеризации. Многие реакции

Катионная полимеризацияВ процессе катионной полимеризации инициатором процесса являются катионы.Поэтому в процесс

Активные мономеры в катионной полимеризации

Активные мономеры в катионной полимеризации

Не полимеризуются мономеры с электроно-акцепторными заместителямиили в тех случаях, когда атака

В катионную полимеризацию вступают большое количество циклических мономеров

Могут существовать различные варианты атаки катиона на молекулу мономера:

Инициаторы (катализаторы) катионной полимеризации1. Протонные кислоты: H2SO4, H3PO4, CF3COOH, HCl, НСlO4;2.

Протонные кислоты

Кислоты Льюиса Мономер – изобутиленРост цепи:

Реакция обрыва цепи в катионной полимеризацииВ радикальной полимеризации имеет место бимолекулярный

Обрыв может происходить из-за взаимодействия карбкатиона с противоионом:

Реакция по механизму «живых цепей»Роль сокатализатора могут играть концевые группы полимера.

Кинетика катионной полимеризацииСкорость инициирования зависит от концентрации инициатора: Обрыв цепи описывается

Выражение для скорости полимеризации будет иметь следующий вид:В стационарном режиме полимеризации

Выражение для степени полимеризации принимает следующий вид: или, преобразуя, получим:Энергия активации

1. Суммарная скорость катионной полимеризации прямо пропорциональна концентрации катализатора 2. Средняя

Влияние природы среды Чем больше полярность среды, тем выше степень разделения

Методом катионной полимеризации в промышленности получаютбутилкаучук

полиизобутилен

Анионная полимеризацияАнионной полимеризацией называется процесс ионной полимеризации, в которой инициатором является

Мономеры, вступающие в процесс анионной полимеризацииЭто соединения с кратной связью, имеющие

заместителями могут быть различные группы:

По анионному механизму полимеризуется также ряд циклических мономеров:

Циклосилоксаны

Инициаторы анионной полимеризации1. Слабые основания:NH3, NR2H2. Основания средней силы: к этой

Возможно использовать в качестве возбудителей щелочные и щелочно-земельные металлы:В качестве акцептора

В случае бутадиена реакцию можно записать следующим образом:

Реакция роста цепиРеакция роста цепи может протекать с участием всех форм

Реакция обрыв цепиПротивоионами в анионной полимеризации являются химически стабильные катионы металлов.

Особенности анионной полимеризации:Наибольшую энергию активации имеет реакция обрыва, значит при низких

Макромолекула, которая не хотела умирать

блок-сополимер: СБС термоэластопласт (ТЭП)

Похожие презентации

Общие черты у радикальной и ионной полимеризации
И те и другие процессы

Виниловые эфиры активны в катионной полимеризации
Акрилонитрил активен в
анионной полимеризации
Стирол активен и

Радикальная полимеризация
В реакциях радикальной полимеризации рост цепи не зависит от инициирующего

Катионная полимеризация
В процессе катионной полимеризации инициатором процесса являются катионы.
Поэтому в процесс

Не полимеризуются мономеры с электроно-акцепторными заместителями
или в тех случаях, когда атака

Инициаторы (катализаторы) катионной полимеризации
1. Протонные кислоты: H2SO4, H3PO4, CF3COOH, HCl, НСlO4;
2.

Кислоты Льюиса
Мономер – изобутилен
Рост цепи:

Реакция обрыва цепи в катионной полимеризации
В радикальной полимеризации имеет место бимолекулярный

Реакция по механизму «живых цепей»
Роль сокатализатора могут играть концевые группы полимера.

Кинетика катионной полимеризации
Скорость инициирования зависит от концентрации инициатора:
Обрыв цепи описывается

Выражение для скорости полимеризации будет иметь следующий вид:
В стационарном режиме полимеризации

Выражение для степени полимеризации принимает следующий вид:
или, преобразуя, получим:
Энергия активации

Влияние природы среды
Чем больше полярность среды, тем выше степень разделения

Методом катионной полимеризации в промышленности получают
бутилкаучук

Анионная полимеризация
Анионной полимеризацией называется процесс ионной полимеризации, в которой инициатором является

Мономеры, вступающие в процесс анионной полимеризации
Это соединения с кратной связью, имеющие

Инициаторы анионной полимеризации
1. Слабые основания:
NH3, NR2H
2. Основания средней силы: к этой

Возможно использовать в качестве возбудителей щелочные и щелочно-земельные металлы:
В качестве акцептора

Реакция роста цепи
Реакция роста цепи может протекать с участием всех форм

Реакция обрыв цепи
Противоионами в анионной полимеризации являются химически стабильные катионы металлов.

Особенности анионной полимеризации:
Наибольшую энергию активации имеет реакция обрыва, значит при низких