POWRÓT

SEMESTR II

TWORZYWA POLIKONDENSACYJNE


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Tworzywa sztuczne polikondensacyjne i poliaddycyjne.
Najważniejsze tworzywa polikondensacyjne

 

Tworzywa sztuczne polikondensacyjne i poliaddycyjne.

   


Tworzywa sztuczne polikondensacyjne i poliaddycyjne otrzymuje sie w wyniku reakcji polikondensacji i poliaddycji.

Reakcja polikondensacji

Jest to reakcja łączenia się dużej liczby cząsteczek tych samych lub różnych związków w większą cząsteczkę z równoczesnym wydzieleniem produktu ubocznego jak woda, amoniak, itp.
Ponieważ w czasie reakcji powstaje produkt uboczny, reakcja kondensacji jest reakcją odwracalną z odpowiednim stanem równowagi.

Reakcja poliaddycji

Jest to reakcja podczas której nie wydzielają się żadne produkty uboczne, jednak zmienia się nieznacznie wzajemny układ atomów w porównaniu z ich układem w monomerach. Najczęściej zmienia się położenie wodoru jednej z grup funkcyjnych.
Poliaddycja jest reakcją wieloetapową, podobnie jak polikondensacja, jednakże ze względu na brak produktów ubocznych, jest reakcją nieodwracalną.


Tworzywa polikondensacyjne i poliaddycyjne

Do najwcześniej odkrytych związków wielkocząsteczkowych powstających w reakcji polikondensacji należą żywice fenolowe. Jedną z metod ich otrzymywania jest działanie aldehydu mrówkowego na fenol. Tworzą się wówczas usieciowane przestrzennie polimery, które są głównym składnikiem polikondensacyjnym tworzyw sztucznych zwanych fenoplastami (bakelit).

Podobny mechanizm reakcji wykorzystujemy podczas otrzymywania żywic melaminowo-formaldehydowe

dalej żywice mocznikowo-formaldehydowe

Ważną grupę tworzyw termoplastycznych zawierających w łańcuchu powtarzające się grupy amidowe -CO-NH- stanowią tzw. poliamidy. Można je otrzymać metodami polikodensacji lub poliaddycji. Surowcami do otrzymywania poliamidów mogą być pierścieniowe laktamy lub też mieszanina kwasów dikarboksylowych z diaminami.
Jednym z ważniejszych przemysłowych poliamidów jest nylon otrzymywany jest przez polikondensację heksametylenodiaminy H2N-(CH2)6-NH2 z kwasem adipinowym HOOC-(CH2)4-COOH.

Połączenia te reagują z sobą, przy czym zachodzi polikondensacja, a mianowicie grupa aminowa diaminy reaguje z grupą karboksylową kwasu adypinowego, po czym wytworzony w pierwszej fazie amid kwasowy kondensuje swą drugą grupę karboksylową z drugą cząsteczką diaminy, itd.
Cząsteczki nylonu mają budowę niciowatą i układają się w ten sposób, że naprzeciw karbonylu jednej cząsteczki ustawia się grupa aminowa drugiej cząsteczki. Między grupami -CO- i -NH- wytwarza sie wiązanie wodorowe, które powoduje przyciaganie się i wiązanie w tych miejscach "nitek" cząsteczkowych.

Dzięki swej "włókinistej" strukturze nylon znalazł zastosowanie do wyrobu włókien przewyższających jakościowo jedwab sztuczny otrzymywany z celulozy, a nawet jedwab naturalny. Włókna nylonowe stosuje sie do wyrobu skarpet, pończoch, sweterków, tkanin na płaszcze, koszule, spadochrony, obrusy, liny okretowe i turystyczne.
Drugim obok nylonu ważnym poliamidem jest powstający z kaprolaktamu w reakcji poliaddycji polikaprolaktam.
Monomerem jest karprolaktam, który pod wpływem wody hydrolizuje z utworzeniem aminokwasu.





Tworzywa poliestrowe - są to połączenia zawierające w łańcuchu wiązanie estrowe
-CO -O-. Powstają one w wyniku polikondensacji alkoholi dwuwodorotlenowych z kwasami dikarboksylowymi lub ich estrami. Przykładem może być włóknisty, termoplastyczny poliester kwasu tereftalowego z glikolu etylenowego.



Polimer ten służy do wyrobu folii oraz włókien poliestrowych. Włókno poliestrowe znane pod nazwami handlowymi elana, terylen, tergal, gacron, torlen, należy do włókien wełnopodobnych.
Samo lub w mieszaninie z wełną albo bawełną, stosowane jest do wyrobu wytrzymałych i odpornych na ścieranie tkanin ubraniowych, koszul, krawatów oraz odzieży damskiej.

Poliuretany poliuretanami nazywamy polimery addycyjne zawierające w łąńcuchu głównym grupy uretonowe -NH-CO-O-. Powstają one w reakcji poliaddycji diizocyjanianów ze związkami zawierającymi reaktywne grupy wodorotlenowe, według ogólnej reakcji.



Najważniejszym zastosowaniem poliuretanów jest produkcja z nich tworzyw piankowych. Stosuje się je głównie w przemyśle meblowym i samochodowym, w przemyśle odzieżowym do wyrobu laminatów czyli tkanin podklejanych cienką warstwą pianki oraz na opakowania. Tworzenie się pianek zachodzi po dodaniu pewnej ilości wody do środowiska reakcji podczas otrzymywania poliuretanu. Część grup izocyjankowych reaguje z wodą z wydzieleniem dwutlenku węgla., które spienia masę.

R-NCO + H2 --> R-NH2 + CO2

Cenną cechą włókien poliuretanowych jest ich duża rozciągliwość, odporność na czynniki atmosferyczne, mała ścieralność. Stosuje się je do wyrobów gorseciarskich, kostiumów kąpielowych, pończoch, skarpet i bielizny elastycznej.

Do góry


 

Najważniejsze tworzywa polikondensacyjne

   


Nazwa

Typ

Substraty

Tg ° C

Tm ° C

~[CO(CH2)4CO-OCH2CH2O]n~

poliester

HO2C-(CH2)4-CO2H
HO-CH2CH2-OH 

< 0

50

poliester
Dacron
Mylar

paraHO2C-C6H4-CO2H
HO-CH2CH2-OH 

70

265

poliester

meta HO2C-C6H4-CO2H
HO-CH2CH2-OH 

50

240

Lexan

(HO-C6H4-)2C(CH3)2
  (Bisfenol A)
X2C=O
  (X = OCH3 oraz Cl)

150

267


~[CO(CH2)4CO-NH(CH2)6NH]n~

poliamid
Nylon66

HO2C-(CH2)4-CO2H
H2N-(CH2)6-NH 2 

45

265


~[CO(CH2)5NH ]n~

poliamid
Nylon 6
Perlon

53

223

poliamid
Kevlar

para HO2C-C6H4-CO2H
para H2N-C6H4-NH2 

---

500

poliamid
Nomex

meta HO2C-C6H4-CO2H
meta H2N-C6H4-NH2 

273

390

poliuretan
Spandex

HOCH2CH2OH

52

---

Do góry


   

 

 (C) 2010 - 2013 Wydział Przyrodniczo - Techniczny KPSW. All Rights Reserved