Межфазная поликонденсация

Особенности

ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ В РАСТВОРЕ

- Реакцию проводят в растворителях (смесях растворителей), в которых полностью или частично растворимы исходные мономеры и образующийся полимер (известны 4 варианта). Можно применять растворитель, в котором растворяются исходные мономеры, а полимер растворяется плохо или совсем не растворяется. Однако молекулярная масса образующегося в этом случае полимера невелика. Наиболее благоприятные условия для получения полимера с высокой молекулярной массой создаются в том случае, когда мономеры и полимер полностью растворимы в реакционной среде. Однако для многих реакционных систем трудно подобрать такой растворитель.

- Низкомолекулярный продукт реакции удаляется при азеотропной отгонке с растворителем или для его связывания могут вводиться специальные вещества.

- Процесс проводится при более низкой температуре, что особенно важно, если исходное сырье и полимер неустойчивы при высокой температуре. Это позволяет исключить местные перегревы, не требуется применения инертного газа и вакуума, что упрощает применяемую аппаратуру

Достоинства:

- невысокая температура реакции,

- более простое температурное регулирование процесса и лучший отвод образующего при реакции тепла,

- получающиеся в растворе полимеры могут непосредственно использоваться при получении пленок и волокон.

Недостатки:

- трудно подобрать подходящий растворитель, растворяющий мономеры и полимер,

- необходимы дополнительные стадии подготовки, отделения и регенерации растворителя, промывки и сушки полимера

- повышается пожароопасность производства.

Особенности:

- Процесс происходит на границе раздела двух фаз: жидкость-жидкость или жидкость-газ. Процесс гетерогенный (гетерофазный).

- Исходные мономеры растворяют раздельно в двух несмешивающихся между собой жидкостях. Одной из них обычно бывает вода, другой – несмешивающийся с водой органический растворитель. Например, для получения полиамида из диамина и хлорангидрида дикарбоновой кислоты диамин растворяют в воде, а хлорангидрид дикарбоновой кислоты в органическом растворителе (бензоле или хлороформе). На границе раздела водной и органической фаз образуется полимер.

- Реакция происходит с большой скоростью, при низкой температуре (ниже комнатной, в начале требуется охлаждение реакционной массы), полимер получается с высокой молекулярной массой. Выделяющийся при реакции низкомолекулярный продукт – хлористый водород связывается специально добавляемой содой и выводится из реакции.

- Полимер получается в виде пленки, которую необходимо постоянно удалять (если пленка достаточно прочная), или в виде порошка или хлопьев (при перемешивании, что практикуется в промышленности), которые отделяют фильтрованием.

Этот способ применяется иногда для производства полиэфиров, поликарбонатов, полиамидов (фенилон - полифениленизофталамид, получают м-фенилендиамин + дихлорангидрид изофталевой кислоты).

По данным (Пл/м №11,2003, с.11- 16. В.В.Америк)

Способ межфазной поликонденсации является основным для получения поликарбоната (ПК) (бисфенол А с фосгеном в присутствии хлорсодержащего растворителя (метиленхлорид) и водного раствора щелочи).

ПК - конструкционный полимер, производство которого растет быстрыми темпами: В 2002г мировое пр-во ПК достигло 2 млн.т, что составило 10% от общего объема пр-ва пл/масс. Большая часть новых предприятий была введена в эксплуатацию в конце 2002 г., и мировые мощности увеличились на 20% (т.е. на 400 тыс.т). Стабильное увеличение спроса на ПК обусловлено постоянным расширением областей его применения (в том числе в наукоемких областях), а также высокой экономической эффективностью его использования.

Примеры использования ПК - компактные диски, носители информации для компьютеров, остекление легковых автомобилей и теплиц, технические светильники.

Новый Николаев, с.294.

Строительство – 32%

Изготовление оптических носителей информации – 18%

Система связи и электротехника – 22%

Автомобильная промышленность – 9%.

Достоинства:

- большие скорости процесса при низких температурах и атмосферном давлении,

- побочные реакции при низкой температуре почти не протекают,

- возможность получения высокоплавких полимеров.

Недостатки:

- необходимость использования высоко реакционноспособных мономеров, так как реакция происходит при низкой температуре,