Полимеры. Полиамиды

Введение 3
Классификация ВМС 4
Полиамиды 9
История 9
Строение 10
Свойства 11
Получение 13
Применение 15
Получение капрона 17
Список литературы 18

1. Классификация ВМС.
I. По происхождению.
Природные - полимеры, которые используются непосредственно в природном виде без изменения их химического состава. Образуются в результате жизнедеятельности растений и животных. К ним относятся природный каучук, пектиновые вещества, белки, целлюлоза.
Искусственные - ВМС, которые получают путем выделения, очистки и химической обработки природных ВМС в результате изменения структуры макромолекулы , но без изменения структуры основных цепей. К ним относятся хлоркаучук, вискозное и ацетатное волокна, нитраты целлюлозы.
Синтетические - ВМС, которые получают путем синтеза из низкомолекулярных соединений, как природных, так и синтетических. Не имеют аналогов в природе. Их синтез осуществляется тремя реакциями: полимеризацией, поликонденсацией, полимераналогичными превращениями. К ним относятся полиэтилен, полипропилен, полистирол и многие другие.
II. По составу и химической природе.
...

2. Полиамиды.
2.1 История.
Полиамиды представляют огромный по числу представителей и очень важный по своему научному и практическому значению класс высокомолекулярных соединений. Среди синтетических высокополимеров по масштабу производства полиамиды занимают одно из первых мест.
На примере полиамидов впервые было установлено, что линейные полимеры определенного молекулярного веса способны образовывать волокна. Первые синтетические волокна практического значения были получены из полиамидов. Полиамидные волокна отличаются чрезвычайно высокой прочностью и занимают первое место по масштабу производства среди всех других синтетических волокон. Полиамиды широко представлены в природе. Это - разнообразные белки и многочисленные другие биологически важные вещества, входящие в состав организмов животных и растений.
Первый синтетический полиамид был получен в 1862г.
...

2.2 Строение.
Полиамиды – многочисленная группа гетероцепных высокомолекулярных соединений, объединенных наличием в основных цепях макромолекул повторяющейся амидной группы –C(O)–NH–. По строению молекул полиамиды разделяются на алифатические и ароматические, но есть полиамиды в которых присутствуют как алифатические, так и ароматические фрагменты. Макромолекулы полиамидов состоят из гибких метиленовых цепочек и регулярно расположенных вдоль цепи полярных амидных групп.
В частности, макромолекула поли-e-капроамида может быть представлена формулой [-OC(CH2)5NH-]n.
Макромолекула полигексаметиленадипинамида – [-HN(CH2)6NHCO(СН2)4СО-]n.
Макромолекула полигексаметиленсебацинамида – [-HN(CH2)6NHCO(СН2)8СО-]n.
Макромолекула политетраметиленадипинамида – [-HN(CH2)4NHCO(СН2)4СО-]n.
Макромолекула полидодеканамида – [-HN(CH2)11CO-]n.
...

2.3 Свойства.
Полиамиды – синтетические термопластичные полимеры конструкционного назначения. К конструкционным или инженерно-техническим полимерам принято относить те полимерные материалы, которые обеспечивают работоспособность деталей при повышенных механических и тепловых нагрузках, имеют высокие электроизоляционные характеристики и доступные цены: полиамиды, полиформальдегид, полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат, поликарбонат, АБС-пластики. Полиамиды – наиболее востребованные среди них.
Полиамиды – пластические материалы, отличающиеся повышенной прочностью и термостойкостью, высокой химической стойкостью, стойкостью к истиранию, хорошими антифрикционными и удовлетворительными электрическими свойствами. Способны выдерживать циклические нагрузки. Сохраняют свои характеристики в широком диапазоне температур. Выдерживают стерилизацию паром до 140 °С. Сохраняют эластичность при низких температурах.
...

2.4 Получение.
В промышленности для получения алифатических полиамидов применяются:
1) Поликонденсация дикарбоновых кислот и диаминов – полиамидирование.
Поликонденсацию проводят преимущественно в расплаве, реже в растворе высококипящего растворителя или в твердой фазе. Для получения полиамидов высокой молекулярной массы из дикарбоновых кислот и диаминов полиамидирование проводят при эквимолярных соотношениях исходных веществ. Для производства стабильных по свойствам полиамидов и регулирования их молекулярной массы процессы ведут часто в присутствии регуляторов молекулярной массы – чаще всего уксусной кислоты.
Для производства алифатических полиамидов из дикарбоновых кислот и диаминов сначала в водной среде получают соль кислоты и амина. Например, соль АГ – соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Кристаллизуют ее.
...

2.5 Применение.
Полиамиды относятся к конструкционным (инженерным) полимерным материалам. В отличие от полимеров общего назначения, конструкционные полимеры характеризуются повышенной прочностью и термостойкостью, и, соответственно, дороже бытовых полимерных материалов. Они используются при создании изделий, требующих долговечности, износостойкости, пониженной горючести и способных выдерживать циклические нагрузки. Помимо полиамидов, к инженерным пластикам относятся поликарбонаты, АБС-пластики, полиэфиры, полиформальдегид, полибутилентерефталат. Полиамиды среди них – наиболее массовый материал.
На российском рынке представлены следующие основные типы полиамидов: полиамид 6, полиамид 66, полиамид 610, полиамид 12, полиамид 11. Также широкое распространение получили различные композиции на основе полиамида 6, литьевые сополимеры полиамида. Наиболее широко в мире и в России представлена группа полиамидов ПА-6.
...

3. Получение капрона.
Капрон (полиамид-6, перлон, силон). [—HN(CH2)5CO—]n, термопласт.
Молекулярная масса 10-15 тыс.
Плотность 1,13-1,15 г/см3;
tпл 225°С;
tразм 210°С;
tхр от -25 до -30°С;
Степень кристалличности до 60%;
σраст 60-70 МПа;
σизг 90 МПа;
Ударная вязкость 150 кДж/м2;
Относительное удлинение 150-400%;
Максимальное водопоглощение 8-12%.

Растворяется в концентрированной серной и муравьиной кислотах. Устойчив в маслах, бензине, концентрированных и разбавленных растворах щелочей и разбавленных кислотах, самозатухает. Плесенестойкий, не разрушается молью и термитами.
Капрон получают из капролактама, который под воздействием воды размыкает цикл, и образует ɛ-капроновую кислоту. Из этой кислоты в результате поликонденсации образуется полимер линейной структуры:
n H2N-(CH2)5-COOH →[-NH-(CH2)5-CO-]n + (n-1) H2O
капрон

Выпускается в виде непрерывной нити и штапельного волокна.
...