Химия полимеров. Полиакриловая, полиметакриловая кислоты.

Слайд 1

Получение, структура и свойства полиакриловой и полиметакриловой кислот. Лофиченко Н. Д.

Слайд 2

Впервые акриловая кислота ( пропеновая , этиленкарбоновая) кислота СН2=СНСООН была получена Редтенбахером в 1843 г . Затем А.М. Бутлеровым в 1860 г. В 1862г. эт.у кислоту синтезировал Ф.Ф. Бейльштейн Гомолог акриловой кислоты - α - метилакриловая кислота, названная позже Ремом метакриловой кислотой, - была получена в 1865 г. Э. Франкландом и Дюппа .

Слайд 3

Получение АК

Слайд 4

Промышленное получение АК Парофазное окисление пропилена кислородом воздуха на висмутовых, кобальтовых или молибденовых катализаторах CH 2 =CH −CH 3 + O 2 → CH 2 =CH−COOH Раньше использовалась реакция взаимодействия ацетилена, оксида углерода(II) и воды : HC ≡CH + CO + H2O → CH2=CH− COOH или кетена с формальдегидом: CH2=C=O + HCHO → CH2=CH−COOH

Слайд 5

Полиакриловая кислота Полиакриловая кислота (ПАК) –стеклообразный хрупкий и неплавкий продукт. Физические свойства: Бесцветное твердое вещество; Растворим в воде, формамиде , с трудом растворяется в низших спиртах Нерастворим в мономере, бензоле, кумоле, толуоле, хлорированных углеводородах, ацетоне.

Слайд 6

Структура и свойства Наиболее вероятным представляется строение полимерной цепи «голова к голове»: Водный раствор является типичным полиэлектролитом.

Слайд 7

Полимеризация акриловой кислоты Линейные полимеры акриловой кислоты можно получать всеми обычными методами, принятыми для виниловых мономеров. Полимеризацию в промышленности проводят в концентрированных водных растворах более 25 %. Инициируют процесс перекисью бензоила , динитрилом азо -бис-изомасляной кислоты и др.

Слайд 8

Применение полимеров АК О бщий объём производства полимеров акриловой кислоты оценивается около 4 млн. т .

Слайд 9

Применение ПАК Загустители печатных красок; Текстильная промышленность; Бумажная промышленность; Модификаторы камедей и крахмалов; Эмульгаторы и добавки, повышающие вязкость природных и синтетических латексов.

Слайд 10

Применение ПАК Щелочные соли образуют вязкие водные растворы. Полиакрилат калия не повреждается бактериями и стоек к гидролизу. Я вляется основным ингредиентом добавок для улучшения почвы, применяется в лакокрасочном деле и при составлении смесей на основе каучукового латекса.

Слайд 11

Полиметакриловая кислота Полиметакриловая кислота (ПМАК) –стеклообразный, хрупкий и неплавкий продукт. Физические свойства: Бесцветное вещество; Растворим в воде, метаноле, диоксане , тетрагидрофуране и растворах разбавленных щелочей Нерастворим в своем мономере и большинстве органических растворителей.

Слайд 12

Получение МАК

Слайд 13

Промышленное получение МАК Промышленный синтез метакриловой кислоты и её эфиров заключается в ацетон- циангидринном методе К методам синтеза метакриловой кислоты также относятся: жидкофазное окисление изобутена диоксидом азота газофазное каталитическое окисление изобутена кислородом воздуха через стадию образования метакролеина

Слайд 14

Полимеры на основе акриловой и метакриловой кислот

Слайд 15

Влияние рН на набухание полимеров АК и МАК

Слайд 16

Получение ПМАК В процессе реакции оксиизомасляная кислота в результате потери молекулы воды переходит в метакриловую кислоту, которая в большей своей части полимеризуется .

Слайд 17

Свойства ПМАК Рис. 1 Кривая потенциометрического титрования полиметакриловой кислоты

Слайд 18

Свойства ПМАК Полиметакриловая кислота - слабый полиэлектролит. Свойства ее в разбавленных растворах типичны для этого класса соединений, среди которых наиболее характерны реакции с образованием солей и сложных эфиров при участии карбоксильных групп полимерной кислоты; Полиметакриловая кислота, как и полиакриловая, является слабой кислотой; Кривые потенциометрического титрования этих полимерных кислот показывают, что степень диссоциации их возрастает с повышением pH среды (рис.1)

Слайд 19

Свойства ПМАК Предельное число вязкости растворов резко увеличивается с повышением числа ионизированных звеньев в макромолекулах. С увеличением молекулярного веса полимера это явление, характерное для растворов полиэлектролита, становится все более ярко выраженным. Рис. 2 Предельное число вязкости раствора полиметакриловой кислоты как функция степени диссоциации

Слайд 20

Применение ПМАК Полиметакриловая кислота из-за большой гигроксопичности не находит широкого применения в чистом виде. Используется как загуститель при приготовлении клеев и лаков; В качестве диспергирующего или эмульгирующего агента; Натриевые и калиевые соли служат загустителями.

Слайд 21

Полимеры и сополимеры акриловой и метакриловой кислот

Слайд 22

Применение ПМАК Некоторые сополимеры метакриловой кислоты с дивинилбензолом или этилидендиметакрилатом применяются в качестве ионнообменных смол. Дивинилбензол Этилидендиметакрилат

Слайд 23

Применение ПМАК Сополимер с дивинилбензолом

Слайд 24

Применение ПМАК Сополимер с этилидендиметакрилатом