ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ. Ενότητα : Χημεία σταδιακών αντιδράσεων πολυμερισμού. Διδάσκων : Κων/νος Τσιτσιλιάνης, Καθηγητής

Transcript

1 ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Ενότητα : Χημεία σταδιακών αντιδράσεων πολυμερισμού Διδάσκων : Κων/νος Τσιτσιλιάνης, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών 1

2 ΧΗΜΕΙΑ ΣΤΑΔΙΑΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΥ 2

3 ΣΤΑΔΙΑΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΥ Από 1 μονομερές Από 2 μονομερή Τι είδους προσμίξεις στα μονομερή θα επηρεάσουν σημαντικά τις αντιδράσεις? 3

4 Άμεσες αντιδράσεις ή αντιδράσεις εναλλαγής άμεσες εναλλαγής ομάδες δεσμευμένες Οι αντιδράσεις εναλλαγής προτιμούνται στη βιομηχανία ταχύτερες ευκολότερη απομάκρινση μικρών μορίων 4

5 Μονομερή και γενικά σχήματα σταδιακών αντιδράσεων Οι δραστικές ομάδες του μονομερούς πρέπει να βρίσκονται σε κατάλληλη μεταξύ τους απόσταση Δραστικές ομάδες σε α-θέση 5

6 Δραστικές ομάδες σε β-θέση 6

7 Δραστικές ομάδες σε γ-θέση Δραστικές ομάδες σε δ-θέση 7

8 Ανταγωνισμός μεταξύ αντιδράσεων κυκλοποίησης και πολυμερισμού Ευνοούνται οι αντιδράσεις πολυμερισμού όταν ο δημιουργούμενος δακτύλιος θα φέρει περισσότερα από επτά άτομα 8

9 Πολυεστέρες 9

10 πολυανυδρίτες 10

11 Πολυαμίδια 11

12 Πολυϊμίδια 12

13 Πολυσουλφίδια Πολυσιλοξάνες 13

14 .Πολυφαινολοαλδεϋδες 1:1 Πολυουρεθάνες Καρβαμιδικό οξύ 14

15 Πολυουρίες Πολυαιθέρες 15

16 Συμπύκνωση ανυλίνης φορμαλδεΰδης Ουδέτερο περιβάλλον 16

17 Όξινο περιβάλλον 17

18 Σύνθεσης ορισμένων πολυμερών μέσω σταδιακών αντιδράσεων Πολύ(τερεφθαλικός αιθυλεστέρας) Αντιδράσεις εναλλαγής 18

19 Πολυ(εξαμεθυλενο-αδιπαμίδιο) πολυαμίδιο 6-6 Nylon εξαμεθυλένο διαμίνη αδιπικό οξύ ΗΝΟ Ο C ΝΗ Ο C Η 2 19

20 Πολυανθρακικός εστέρας της διφαινόλης Α 20

21 Πολυκυκλοαμίδια KEVLAR ακυλοχλωρίδιο Μεγάλη αντοχή λόγω ακαμψίας αλυσίδων 21

22 Σιλικόνες Cl Μεγάλη αντοχή λόγω ακαμψίας αλυσίδων 22

23 Πλαστικές ύλες με πολύ καλές μηχανικές και θερμικές ιδιότητες Πλαστικά/μέταλλα: ελαφρύτερα, εύκολη κατεργασία, μεγαλύτερη χημική σταθερότητα μικρότερο συντελεστή διαστολής ακαμψία Θερμική αντοχή ακαμψία Από β-χλώρο-βινυλοκετόνη 23

24 Ανθεκτικά σε ψηλές θερμοκρασίες ΑΖΟΛΙΑ n 4-8 πολυβενζιμιδαζόλιο 24

25 αντοχή στη θερμότητα ΑΠΩΛΙΑ ΒΑΡΟΥΣ 25

26 Πολυιμίδια Στάδιο 1 26

27 Στάδιο C 27

28 Σύνθεση δικτυωμένων αλυσίδων άπειρης μάζας Θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή Τελοδομικό προπολυμερές Πλευροδομικό προπολυμερές 28

29 Εποξειδικές ρητίνες Επιχλωριδρίνη διφαινόλη Α 29

30 Πλευροδομικό προπολυμερές διανυδρίτης 30

31 Τελοδομικό προπολυμερές διαμίνη 31

32 Συμπύκνωση φαινόλης/φορμαλδεΰδης (περίσσεια) Όξινο περιβάλλον 32

33 Αμινοπλάστες: φορμαλδεΰδη ουρία μελαμίνη ανιλίνη ΝΗ 2 C=O ΝΗ 2 33

34 δενδρομερή dendrimers C 34

35 35

36 Σύνοψη κεφαλαίου Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζεται μία εκ των δύο σημαντικότερων μεθόδων σύνθεσης των πολυμερών, οι σταδιακές αντιδράσεις πολυμερισμού ή πολυμερισμός συμπύκνωσης. Μελετώνται οι βασικές αντιδράσεις των χαρακτηριστικών ομάδων που οδηγούν σε γνωστά πολυμερή όπως πολυεστέρες, πολυαμίδια, πολυσιλοξάνες, πολυιμίδια, πολυουρεθάνες κλπ. Δίδονται οι αντιδράσεις παρασκευής πλαστικών μεγάλης ακαμψίας και υψηλής θερμικής αντοχής. Και οι αντιδράσεις σύνθεσης δικτυωμένων πολυμερών απείρου μάζας (πολυμερικά χημικά δίκτυα) μέσω τελοδομικών και πλευροδομικών προπολυμερών, τα γνωστά θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή. 36

37 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. «Συνθετικά Μακρομόρια, Βασική Θεώρηση», Α.Ντόντος, Εκδ. Κωσταράκης, Αθήνα, «Επιστήμη και Τεχνολογία Πολυμερών», Κ. Παναγιώτου, Εκδ. ΠΗΓΑΣΟΣ, Θεσσαλονίκη. 3. «Χημεία πολυμερών», Paul C. Hiemenz, Timothy P. Lodge, Απόδοση στα ελληνικά Στ. Βράτολης, Ηλ. Κακουλίδης, Θεόδ. Πρεβεδώρος, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτη, Ηράκλειο

38 ΤΕΛΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ 38

39 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 39

40 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση

41 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιον Πατρών, Καθηγητής, Κωνσταντίνος Τσιτσιλιάνης. «Επιστήμη Πολυμερών». Έκδοση: 1.0. Πάτρα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: 41

42 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 42