Поли-е-капроамид

Министерство образования Российской Федерации и науки

Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Алтайский Государственный Технический Университет

им. И.И. Ползунова”

Реферат.

По дисциплине «органическая химия» на тему:

«Поли-е-капроамид»

Выполнил студент гр. ПКМ-71:

Беляшкин Н. И.

Проверила преподаватель

кафедры ФиТКМ:

Арсентьев С.Н.

Подпись:

Барнаул 2008 г.

Содержание

Введение

Описание и свойства поли-е-капроамида

Структура и конформация поли-е-капроамида. Схема реакций получения

Получение поли-е-капроамида

Применение поли-е-капроамида

Заключение

Список

Введение.

Жизнь современного человека трудно представить себе без всевозможных искусственных и синтетических материалов. Из них сделаны большинство предметов нашей повседневной жизни. Натуральные же, природные, материалы давно перешли из разряда самых простых и доступных в разряд роскоши, доступной далеко не каждому. Одно из основных мест среди искусственных материалов в нашей жизни занимают полимерные вещества. Мы встречаемся с ними ежедневно: корпуса бытовой техники и электроники, упаковка продуктов, одежда и т. п. Природные и искусственные полимеры сыграли большую роль в современной технике, а в некоторых областях остаются неза­менимыми и до сих пор, например в целлюлозно-бумажной про­мышленности. Однако резкий рост производства и потребления органических материалов произошел за счет синтетических поли­меров – материалов, полученных синтезом из низкомолекуляр­ных веществ и не имеющих аналогов в природе. Развитие хими­ческой технологии высокомолекулярных веществ – неотъемлемая и существенная часть современной промышленности. Без полимеров уже не может обойтись ни одна отрасль техники, тем более новой.

Полимером называется органическое вещество, молеку­лы которого состоят из одинаковых, многократно повторяю­щихся, звеньев – мономеров. Размер молекулы полимера определяется чилом этих звеньев(степенью полимери­зации n). Если n= от 10 и выше, то такие вещества называют олигомерами. Если n значительно больше 10, то вещества называют полимерами.С возрастанием n увеличива­ется вязкость, вещество становится воскообразным, наконец, при n=1000 образуется твердый полимер. Степень полимеризации неограниченна: она может быть 10⁴, и тогда длина молекул достига­ет микрометров. Молекулярная масса полимера равна произве­дению молекулярной массы мономера и степени полимеризации. Обычно она находится в пределах от 10³ до 3×10⁵. Столь большая длина молекул препятствует их правильной упаковке, и структура полимеров варьирует от аморф­ной до частично кристаллической. Доля кристалличности в зна­чительной мере определяется геометрией цепей. Чем ближе укла­дываются цепи, тем более кристалличным полимер становится. Кристалличность не может быть идеальной, всегда остаются аморфные участки.

Аморфные полимеры плавятся в диапазоне температур, зави­сящем не только от их природы, но и от длины цепей; кристалли­ческие имеют точку плавления.

Независимо от вида и состава исходных веществ и способов получения материалы на основе полимеров можно классифици­ровать следующим образом: пластмассы, волокниты, слоистые пластики, пленки, покрытия, клеи.

Одним из самых популярных в промышленном и бытовом использовании волокнитов является поли-е-капроамид, который известен широкому кругу людей, как капрон. Необычайную популярность данный полимер приобрел благодаря, в основном, своим прочностным характеристикам и относительной дешевизне в получении. И сегодня трудно представить, например, нашу одежду без капроновых составляющих.

Поли-е-капроамид впервые был получен в 1899 г. Габриэлем и Маасом при поликонденсации е-аминокапроновой кислоты. При этом было сделано очень важное наблюдение, что нагревание е-аминокапроновой кислоты приводит к образованию наряду с полимером также и низкомолекулярного циклического продукта - е-капролактама.

Поли-е-капроамид впоследствии сыграл большую роль в развитии промышленности синтетических волокон: его стали широко применять в качестве исходного материала для производства волокна. Это произошло после того, как Шлак открыл в 1938 г., что е-капролактам при нагревании с водой способен полимеризоваться, образуя при этом высоко-молекулярный полимер. На основе этого цолиамида было создано синтетическое волокно, получившее название перлон или капрон.[8]

Описание и свойства Поли-е-капроамида:

Поли-е-капрамид по своему строению относится к полиамидам.

Полиамиды – высокомолекулярные соединения, содержащие в основании цепи макромолекулы повторяющиеся амидные группы – С(О) – NH –. Отличительной чертой полиамидов является наличие в основной молекулярной цепи повторяющейся амидной группы –C(O)–NH–. Различают алифатические и ароматические полиамиды. Известны полиамиды, содержащие в основной цепи как алифатические, так и ароматическиефрагменты.

Обычное обозначение полиамидов на российском рынке ПА или PA. В названиях алифатических полиамидов после слова «полиамид» ставят цифры, обозначающие число атомов углерода в веществах, использованных для синтеза полиамида. Так, полиамид на основе ε-капролактама называется полиамидом-6 или PA 6. Полиамид на основе гексаметилендиамина и адипиновой кислоты – полиамидом-6,6 или PA 66 (первая цифра показывает число атомов углерода в диамине, вторая – в дикарбоновой кислоте). Помимо обычных обозначений для полиамидов могут использоваться и названия торговых марок: капрон, нейлон, анид, капролон, силон, перлон,рильсан.[4]

ПОЛИ-e-КАПРОАМИД (полиамид-6, капрон, капролон, перлон, силон, амилан, найлон-6, пласкон и т. д.) [—HN— —(СН₂)₅СО—]_n, бесцветная рогоподобная, в тонких слоях прозрачная масса; степень кристалличности до 60%; среднемассовая мол. м. (10-35) · 10³; т.пл. 225⁰C, температура размягчения - 210⁰C, температура хрупкости от -25 до -30⁰C; плотность 1,13 г/см³; растворяется в концентрированных H₂SO₄ и концентрированных HCOOH, крезоле, фторированных спиртах и др. сильнополярных растворителях. Обладает высоким водопоглощением (до 12% по массе в зависимости от степени кристалличности).

Для поли-е-капроамида характерны высокая износостойкость, устойчивость формы при повышенных температурах. Для промышленного Поли-е-капроамида: s_раст=400-850 МПа (ориентированный Поли-е-капроамид),90 МПа; ударная вязкость 150-170 кДж/м²; модуль упругости при растяжении 500-750 МПа; относит. удлинение 20-35% (ориентированный); теплостойкость по Вика 160-180⁰C, по Мартенсу 40-45 ⁰C; 1,7-2,1 кДж/(кг·К);  4,5-11,0 при 60 Гц и 3,6-4,3 при 1 МГц, 0,03-0,07 при 60 Гц и 0,03-0,13 при 1 МГц.[4]

Устойчив к воздействию углеводородов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей, слабых кислот. Не подвержен коррозии, может работать в соленой воде. Экологически чист. Имеет гигиенический сертификат на контакт с пищевыми продуктами и питьевой водой. Растворяется в крезолах, фенолах, концентрированных неорганических кислотах, муравьиной и уксусной кислотах.[6]

В инертной атмосфере не разлагается даже при его температуре плавления. При длительном хранении на воздухе, особенно при повышенных температурах, а также при обработке озоном он окисляется с образованием пероксидных групп (это свойство используют для прививки к Поли-е-капроамиду виниловых мономеров). Поли-е-капроамид не гидролизуется водой; заметный гидролиз происходит при нагревании и ускоряется в присутствии щелочей и особенно кислот.

Поли-е-капроамид вступает в реакцию замещения по атому H амидной группы, например, при взаимодействии с этиленоксидом образуется оксиэтилированный Поли-е-капроамид, с амидом Na - натрийсодержащий Поли-е-капроамид.

Поли-е-капроамид долговечен даже при постоянной механической нагрузке. Высокие диэлектрические свойства капролона позволяют использовать его в радио- и электротехнической отраслях промышленности. Обладает низким коэффициентом трения в паре с любыми металлами, хорошо и быстро прирабатывается. Может работать без смазки в узлах трения. Обеспечивает надежную и бесшумную работу устройств и механизмов. Как правило, в 1,5 -2 раза снижает износ пар трения, повышая их ресурс.[5]

Структура и конформация Поли-е-капроамида. Схема реакций получения:

[9]

Рис. 1 Структура

Поли-е-капроамид является полимером линейной структуры. Его макромолекула имеет вид кривой, пилообразной плоской линии. Такая конформация затрудняет близкую укладку цепей, к тому же полимер является волокнитом, а это также обуславливает линейную укладку цепей: Следовательно капрон является веществом аморфным.

Получение Поли-е-капроамида:

В промышленности Поликапроамид получают полимеризацией мономера (Капролактама); перерабатывают методами, обычными для полиамидов. При полимеризации в формах получают крупногабаритные изделия из Поликапроамид, не требующие механической обработки. Поликапроамид используется в основном для производства волокон (см. Полиамидные волокна), а также для изготовления различных деталей машин. Поликапроамид выпускают под названием капрон, капролон (СССР), перлон (ФРГ), дедерон (ГДР), силон (ЧССР), амилан (Япония), найлон-6, пласкон, капролан (США).

[8]

Рис. 2 Получение капроамида

-КАПРОЛАКТАМ (гексагидро-2-азепинон, лактам e-аминокапроновой кислоты, 2-оксогексаметиленимин), молекулярная масса 113,16; бесцветные гигроскопические кристаллы, т. пл. 68,8 °С, т. кип. 262,5 °С; плотность при 70 °С 1,02 г/см3; nD70 1,4790, nD20 (50%-ный водный р-р.1,4795; v_крит 339,5.10-6 м3/моль, t_крит

Похожие работы

Физико-химические закономерности получения полиамидов (полиамид-6, полиамид-6,6, полиамид-10)

Скачать

50082

19

8

... изоцианатов, в растворе или расплаве при 220-260 °С в случае гидролитической полимеризации или 160-220 °С в случае каталитической полимеризации. [2-5] 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДОВ При поликонденсации, называемой еще ступенчатой полимеризацией, макромолекулы образуются в результате молекулярных реакций функциональных групп мономеров без участия возбужденных частиц ...