ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И КИНЕТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОТЕКАНИЯ ЦЕПНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

В цепной полимеризации могут участвовать те мономеры, которые содержат в своей структуре ненасыщенные связи или неустойчивые циклы. В таблице мономеров (таблице 3) -это соединения, приведенные в колонке 1 и 2 (знать представители таких мономеров!).

Мономеры должны быть химически чистыми, не должны содержать примеси, которые могут дезактивировать инициатор или катализатор. Кроме этого мономеры должны обладать необходимой реакционной способностью, быть нетоксичными, пожаро-, взрывобезопасными и, что немаловажно, должны быть дешевыми.

На способность мономеров участвовать в цепной полимеризации влияют:

· Термодинамические и

· Кинетические факторы.

С точки зрения 2 закона термодинамики любой процесс и в том числе полимеризация,  возможны, если в ходе превращения мономера в полимер, энергия Гиббса-Гельмгольца (свободная энергия системы) G будет снижаться, т.е. если будет соблюдаться условие

 

В случае  протекания полимеризации подвижность образующихся громоздких макромолекул становится значительно меньше, чем подвижность маленьких  молекул исходных мономеров.

У подвижных молекул мономера  число и разнообразие конформаций (форм) и вариантов расположения молекул больше, а значит, беспорядок и энтропия S мономера высокие. Однако в ходе превращения мономера в полимер,  число возможных конформаций громоздких и малоподвижных макромолекул снижается, растет упорядоченность системы, и энтропия системы уменьшается, т.е. D S < 0

Кроме этого в ходе полимеризации раскрываются  ненасыщенные связи или циклы мономеров с энергией ~360÷460 кДж/моль и образуются простые сигма-связи  в макромолекулах с энергией ~260 – 300 кДж/моль. В итоге  высвобождается энергия и наблюдается тепловой эффект, т.е. D Н <  0.  

С учетом этих явлений (D S < 0 и D Н< 0) свободная энергия полимеризации  G будет снижаться, и  D G будет меньше нуля (D G = D Н - T D S < 0), при условии, когда |D Н|  > | T D S |.

Из этого неравенства следует, что цепная полимеризация будет протекать при температуре Т:       . Температура , называется предельной температурой полимеризации.

Однако для протекания цепной полимеризации недостаточно обеспечения термодинамических условий.

Необходимо еще соблюдение кинетических условий полимеризации, т.е. создание таких условий, когда реакция пойдет с высокой скоростью.

На кинетику процесса цепной полимеризации влияют:

· Природа мономера (тип ненасыщенной связи, характер, полярность, индуктивный эффект заместителей, число и расположение заместителей и др.)

· Природа инициатора и катализатора

· Природа реакционной среды (природа и полярность растворителя, наличие примесей, модификаторов, специально вводимых реагентов-регуляторов молекулярной массы, регуляторов рН среды и др.).

 

Дата: 2019-02-02, просмотров: 227.