Ионная полимеризация

Содержание

Слайд 2

Способность мономеров к полимеризации

Термодинамический фактор

Кинетический фактор

Способность мономеров к полимеризации Термодинамический фактор Кинетический фактор

Слайд 3

Склонность мономеров к полимеризации

Склонность мономеров к полимеризации

Слайд 4

Влияние заместителя на склонность к полимеризации

Электронодонорные заместители
увеличение электронной плотности
стабилизация растущих катионов

Влияние заместителя на склонность к полимеризации Электронодонорные заместители увеличение электронной плотности стабилизация
за счет резонанса

Электроноакцепторные заместители
уменьшение электронной плотности
стабилизация растущих анионов за счет резонанса

облегчают присоединение мономера
к частицам катионного типа

облегчают атаку двойной связи
анионными частицами

Слайд 5

Активные центры ионной полимеризации

R – ведущий ион
Х - противоион

Важнейшие активные центры
Анионные:
Катионные:

Активные центры ионной полимеризации R – ведущий ион Х - противоион Важнейшие активные центры Анионные: Катионные:

Слайд 6

Формы активных центров

I

I – исходный инициатор; ведущий ион и противоион ковалентно

Формы активных центров I I – исходный инициатор; ведущий ион и противоион
связаны друг с другом

II

III

IV

II – контактная ионная пара

III – сольватно разделенная ионная пара

IV – свободные ионы

Слайд 7

Влияние условий полимеризации на скорость ионной полимеризации

полярность среды

I<

Для слабополярных растворителей

I

II

III

IV

Влияние условий полимеризации на скорость ионной полимеризации полярность среды I Для слабополярных

Слайд 8

Таблица. Значение констант скорости роста цепи при полимеризации стирола в зависимости от

Таблица. Значение констант скорости роста цепи при полимеризации стирола в зависимости от вида активного центра.
вида активного центра.

Слайд 9

Влияние условий полимеризации на скорость ионной полимеризации

Заряд ведущего иона

карбкатион

+

карбанион

-

Влияние условий полимеризации на скорость ионной полимеризации Заряд ведущего иона карбкатион + карбанион -

Слайд 10

Влияние условий полимеризации на скорость ионной полимеризации

Температура

Энергия активации реакции ионной полимеризации

Для катионной

Влияние условий полимеризации на скорость ионной полимеризации Температура Энергия активации реакции ионной
полимеризации

от -30 до +40 кДж/моль

Слайд 11

Катионная полимеризация

Основные закономерности и отличия от радикальной полимеризации

СH2=СH-Y, =С=О и гетероциклы

1.

Катионная полимеризация Основные закономерности и отличия от радикальной полимеризации СH2=СH-Y, =С=О и
Молекулярная масса полимера снижается при наличии в реакционной
среде небольших добавок воды и других ионизирующихся веществ и
часто не зависит от концентрации мономера

2. Полимеризация значительно ускоряется при применении на­ряду с
катализаторами небольших добавок воды, кислот и других доноров
протонов (сокатализаторы);

3. На реакцию существенное влияние оказывает диэлектрическая
постоянная среды

4. Энергия активации катионной полимеризации всегда меньше
63 кДж/моль, в случае радикальной полимеризации она часто
превышает эту величину. Благодаря этому катионная полимеризация,
как правило, протекает с очень большой скоростью.

Слайд 12

Элементарные реакции катионной полимеризации

Инициирование

1. Инициирование протонными кислотами.

К наиболее употребляемым для инициирования

Элементарные реакции катионной полимеризации Инициирование 1. Инициирование протонными кислотами. К наиболее употребляемым
относятся:

СFзСООН

НСlО4

HI

Слайд 13

Способы инициирования катионной полимеризации

2. Инициирование кислотами Льюиса

ВFз, FеСl3, SnCl4, TiCl4, AlCl3,

Способы инициирования катионной полимеризации 2. Инициирование кислотами Льюиса ВFз, FеСl3, SnCl4, TiCl4,
AlRnClm, PОСl3

кислоты Льюиса

доноры протона

Н2О, ROH, RCOOH

доноры карбкатиона

(СНз)зСС1, (С6Н5)зСС1

Образование комплекса катализатор-сокатализатор

Слайд 14

Влияние концентрации сокатализатора на скорость катионной полимеризации

Способы инициирования катионной полимеризации

Рис. Влияние

Влияние концентрации сокатализатора на скорость катионной полимеризации Способы инициирования катионной полимеризации Рис.
концентрации воды
на скорость катализируемой
полимеризации стирола в
при 25 С.

Концентрация катализатора, М:
1 – 0,08
2 – 0,12

- ЧХУ

- 30% нитробензола, 70% ЧХУ

Слайд 15

Способы инициирования катионной полимеризации

3. Инициирование ионизирующим излучением.

Образование катион-радикалов под действием ионизирующего

Способы инициирования катионной полимеризации 3. Инициирование ионизирующим излучением. Образование катион-радикалов под действием
излучения

Димеризация

Реакция катион-радикала с мономером

Слайд 16

4. Фотоинициирование катионной полимеризации

Способы инициирования катионной полимеризации

соли диарилиодония

соли триарилсульфония

Воздействие УФ-излучения

4. Фотоинициирование катионной полимеризации Способы инициирования катионной полимеризации соли диарилиодония соли триарилсульфония
Окислительно-восстановительная реакция с сокатализатором

Собственно инициирование катионной полимеризации

Слайд 17

Элементарные реакции катионной полимеризации на примере изопрена

1. Инициирование

2. Рост цепи

Элементарные реакции катионной полимеризации на примере изопрена 1. Инициирование 2. Рост цепи

Слайд 18

Значение константы скорости роста цепи при катионной полимеризации для различных мономеров

Значение константы скорости роста цепи при катионной полимеризации для различных мономеров

Слайд 19

3. Передача и обрыв цепи

Реакции передачи цепи (без обрыва кинетической цепи).

3. Передача и обрыв цепи Реакции передачи цепи (без обрыва кинетической цепи).
бимолекулярная реакция передачи цепи на мономер

спонтанная мономолекулярная реакция передачи цепи на противоионы

путем переноса гидрид-иона от мономера к активному центру

Слайд 20

3. Передача и обрыв цепи

Реакции обрыва кинетической цепи.

присоединения противоиона или

3. Передача и обрыв цепи Реакции обрыва кинетической цепи. присоединения противоиона или его фрагмента к карбкатиону
его фрагмента к карбкатиону

Слайд 21

Скорость катионной полимеризации

Инициирование:



Рост цепи:

Обрыв цепи:


Основные стадии

Уравнение процесса

Кинетическое уравнение

Скорость катионной полимеризации Инициирование: Рост цепи: Обрыв цепи: Основные стадии Уравнение процесса Кинетическое уравнение

Слайд 22

Основное кинетическое уравнение и степень полимеризации

из условия стационарности

для мономолекулярного обрыва

Степень

Основное кинетическое уравнение и степень полимеризации из условия стационарности для мономолекулярного обрыва
полимеризации

Основное кинетическое уравнение

Слайд 23

Передача цепи на мономер

Передача цепи на агент передачи S

Степень полимеризации

Передача цепи на мономер Передача цепи на агент передачи S Степень полимеризации

Основное кинетическое уравнение

Степень полимеризации

Основное кинетическое уравнение

Слайд 24

Молекулярно-массовое распределение

Если

то

Если

то

Молекулярно-массовое распределение Если то Если то
Имя файла: Ионная-полимеризация.pptx
Количество просмотров: 292
Количество скачиваний: 1