Μονομερές HOOC-R-OH ο αρχικός αριθμός -COOH ή -ΟΗ Νοαριθμόςτων-COOH που παραμένουν μετά από χρόνο t Άρα Ν 0

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Μονομερές HOOC-R-OH ο αρχικός αριθμός -COOH ή -ΟΗ Νοαριθμόςτων-COOH που παραμένουν μετά από χρόνο t Άρα Ν 0"

Δανάη Βέργας
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑΚΗ ΧΗΜΕΙΑ (ΠΟΛΥΜΕΡΗ) 3 ο ΜΕΡΟΣ Ιστοσελίδα μαθήματος:

2 Έλεγχος μοριακού βάρους σταδιακών αντιδράσεων πολυμερισμού Εξίσωση Carothers Μονομερές HC-R-H Ν ο αρχικός αριθμός -CH ή -ΟΗ Νοαριθμόςτων-CH που παραμένουν μετά από χρόνο t Άρα Ν -Νοαριθμόςτων-CH που έχουν αντιδράσει θα είναι Η έκταση πολυμερισμού, p (extent of polymerization) στο χρόνο t, δίνεται από την εξίσωση: P Όμως <Χ> n Ν ο /Ν και άρα ή ( p) ή < X > n p p Στην περίπτωση αντιδράσεων ενός διοξέος και μιας διόλης ή διαμίνης < X > n ( p)

3 Στοιχειομετρικός έλεγχος του <Μ n > Έστω η αντίδραση μιας διόλης Α-Α και ενός διοξέος Β-Β Ν Α αρχικός αριθμός των ομάδων Α (ΟΗ) Ν Β αρχικός αριθμός των ομάδων Β (CΟΗ) Ν Α /Ν Β r (Ν Α <Ν Β ) Εάν p είναι η έκταση πολυμερισμού των ομάδων Α τότε pr θα είναι η έκταση πολυμερισμού των ομάδων Β. Ο συνολικός αριθμός των μονομερικών στοιχείων είναι:(ν Α +Ν Β )/4ή ή Ν Α (+/r) / 4 Ο συνολικός αριθμός των ακροομάδων (-ΟΗ και CH) σε χρόνο t είναι: A ( p) + B ( pr) A ( Επομένως ο αριθμός των μακρομορίων σε χρόνο t είναι: p) + ( pr ) r pr ( ) A p + ( p

4 Στοιχειομετρικός έλεγχος του <Μ n > < X > n Αριθμός μονομερών στοιχείων Αριθμός μορίων σε χρόνο t A A( + ) / 4 r pr ( p) + ( ) r < + + r X > n + r pr Για p < + r X > n r

5 Στοιχειομετρικός έλεγχος του <Μ n > Το <Χ> n ελέγχεται επίσης αν σε στοιχειομετρικές ή όχι ποσότητες των Α- Α και Β-Β προστεθεί ένα μονοδραστικό αντιδραστήριο π.χ. Β από την αρχή. r A + A X Ν x είναι ο αριθμός των δραστικών ομάδων (Β) του μονοδραστικού Ν x είναι ο αριθμός των δραστι ών ομάδων ( ) του μονοδραστι ού αντιδραστηρίου -Β.

6 Έλεγχος κατανομής μοριακών βαρών Έστω Ν ο αρχικός αριθμός CH του μονομερούς H-R-CH και Ν ο αριθμός των CH που παραμένουν μετά από χρόνο t. Η έκταση του πολυμερισμού, p, μετά από χρόνο t, ορίζεται ως η πιθανότητα που έχει η ομάδα CH να αντιδράσει σε χρόνο t. Αν τη στιγμή t θεωρήσουμε ένα μακρομόριο με βαθμό πολυμερισμού Χ, αυτό θα αποτελείται από (-Χ) CH που έχουν αντιδράσει και ένα στην άκρη του μακρομορίου που δεν θα έχει αντιδράσει. H RC RC RC RC RC RC H () () (3) (4) (X-) (X)

7 Έλεγχος κατανομής μοριακών βαρών Η πιθανότητα που έχει το μακρομόριο να περιέχει Χ μονομερή είναι: P x (-p) p x- Το P x εκφράζει επίσης και το ποσοστό των μακρομορίων με βαθμό πολυμερισμού Χ μετά από χρόνο t. Ο ολικός αριθμός μακρομορίων που έχουν Χ μονομερή στοιχεία είναι λοιπόν: < M < > M n > n x XM Ν x Ν(-p) p x- x ( p) p xm x ή < M > ( n M p ) xp Επειδή Σ xp x- / (-p) < M M > n p

8 Έλεγχος κατανομής μοριακών βαρών w Ν Ν (-p) και Ν x Ν(-p) p x- Συνεπώς: x x xxm w x ( ( p ) p x x ( p) p xm < M > w wxxm ( p) p M w M < > M x x M < M> w M ( p) x p x Σ x p x- (+p) / (-p) 3 < M ( p) M > w + p Ι (+p)

9 Κινητική σταδιακών αντιδράσεων nhr H + nhcr CH H ( R CR C ) n H + (n-) H Βαθμολογημένος σωλήνας για τη μέτρηση του ΗΟ Ν (άζωτο) Διάλυμα διόλης και διοξέος μ ης ξ ς σε δεκαλίνη

10 Κινητική σταδιακών αντιδράσεων d[ CH ] dt d dt K K[ CH ] [ H ] 3 d ή 3 Kt + K ' Kdt t, ΝΝ (Ν αρχικός αριθμός CH) και επομένως Κ /Ν Kt + ή K + t Ν / Ν <Χ> Χ < X > n ( + / K t )

11 Κινητική σταδιακών αντιδράσεων d[ch [ ] dt K a [ H + ][ CH [Η + ] η συγκέντρωση του καταλύτη παραμένει σταθερή ][ H ] d[ CH ] K [ CH ][ H ] dt d dt (Κ Κ α [Η]) d K ή Kt + K' + K t Kt + Kdt < X > n ( + ) K t

12 Κινητική σταδιακών αντιδράσεων + K t ( α ) παρουσία κατα αλύτη ( β β ) ) απουσία καταλύτη

13 Παραδείγματα σταδιακών αντιδράσεων Πολυμερή ανθεκτικά στη θέρμανση C C C C + n H - -H C C C C n πυρομελλιτικός διανυδρίτης Πολυιμίδιο

14 Θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή Πολυμερή φαινόλης-φορμαλδεΰδηςφορμαλδεΰδης H H H H H CH CH CH CH προπολυμερές βακελίτη H H H H H H CH CH CH CH CH CH CH CH CH H CH CH H H H CH CH H CH H CH CH CH H H H

15 Θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή H C H + H C H H H H C CH H H CH H H + H H CH + H CH + H H CH H H + 6 H 4 H 3 6 H C

16 Θερμοσκληρυνόμενα πολυμερή H H CH H 3 CH + H H H

17 Εποξειδικές ρητίνες CH 3 CH CHCH Cl + H- -C- -H CH 3 υδατικό διάλ. ΝaH CH 3 CH 3 CH CHCH - -C- -CH CHCH - -C- -CH CHCH CH 3 H n CH 3

18 Εποξειδικές ρητίνες

19 Εποξειδικές ρητίνες CH CH CH CH CH CH CH H H H CH CH CH R R R CH CH CH H H H CH CH CH CHCH CHCH CH CH CH CH CH CH CH H H H C R C C R C C R C H H H CH CH CH Δικτυωμένο πολυμερές CHCH CHCH

20 Εποξειδικές ρητίνες CH CH CHCH H CH CH H CHCH H R H R H H H R H H R H CH CH CHCH CH CH CHCH H H προπολυμερές + διαμίνη + προπολυμερές H H H CH CH CHCH CHCH CH CH R R H CHCH CH CH H CH CH CHCH H H H Δικτυωμένο πολυμερές

21 Θερμοσκληρυνόμενες πολυουρεθάνες CH 3C H H H + C CH 3HC- C H 3 C C H C -CH CH 3 C προπολυμερές

22 Θερμοσκληρυνόμενες πολυουρεθάνες C H C C C H C H C H C C C H C προπολυμερές + νερό HCH H HCH C + C HCH H HCH Δικτυωμένο πολυμερές

23 Βιομηχανικές μέθοδοι σταδιακού πολυμερισμού Πολυμερισμός μάζας ή τήγματος (Mass ή Bulk ή Melt polymerization) Πολυμερισμός διαλύματος (Solution polymerization) Πολυμερισμός στη μεσεπιφάνεια δυο υγρών (Interfacial polymerization).

24 Βιομηχανικές μέθοδοι σταδιακού πολυμερισμού Συνθήκες Πολυμερισμός Πολυμερισμός Πολυμερισμός στη μεσεπιφάνεια πολυμερισμού τήγματος διαλύματος Θερμοκρασία Μεγάλη Συνήθως θερμοκρασία περιβάλλοντος Σταθερότητα σε Αναγκαία Όχι Όχι μεγάλες θερμοκρασίες Πίεση Ελαττωμένη Ατμοσφαιρική Χό Χρόνος Μερικές ώρες ως Μερικά άλεπτά ως Μερικά άλεπτά ως μερικές ώρες πολυμερισμού μερικές μέρες μερικές ώρες Αντιδραστήρας Αεροστεγώς Ανοικτός Απλός Ανοικτός Απλός κλειστός. Ειδικός Μονομερή Φθηνά. Μικρή Ακριβά. Μεγάλη Ακριβά. Μεγάλη δραστικότητα δραστικότητα δραστικότητα Ανακύκλωση διαλύτη Όχι Ναι Ναι Κινητική Σταδιακή Σταδιακή Σαν αλυσωτή

Σχετικά έγγραφα

Μονομερές HOOC-R-OH ο αρχικός αριθμός -COOH ή -ΟΗ Νοαριθμόςτων-COOH που παραμένουν μετά από χρόνο t Άρα Ν 0

Μονομερές HOOC-R-OH ο αρχικός αριθμός -COOH ή -ΟΗ Νοαριθμόςτων-COOH που παραμένουν μετά από χρόνο t Άρα Ν 0 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑΚΗ ΧΗΜΕΙΑ (ΠΟΛΥΜΕΡΗ) 3 ο ΜΕΡΟΣ Ιστοσελίδα μαθήματος: http://eclass.uoa.gr/courses/hem16/ Έλεγχος μοριακού βάρους σταδιακών αντιδράσεων πολυμερισμού Εξίσωση arothers Μονομερές