реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Физико-химические закономерности получения полиамидов (полиамид-6, полиамид-6,6, полиамид-10)

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
















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


ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

1. Общая характеристика алифатических полиамидов

1.1 Технические характеристики некоторых полиамидов

2. Получение полиамидов

2.1 Получение алифатических полиамидов

2.1.1 Поликонденсация дикарбоновых кислот и диаминов – полиамидирование

2.1.2 Поликонденсация диаминов, динитрилов и воды в присутствии катализаторов

2.1.3 Гидролитическая или каталитическая полимеризация аминокислот лактамов

3. Физико-химические закономерности получения полиамидов

4. Влияние геометрических размеров стекловолокна на прочность полиамидов

5. Изменение структуры и свойств наполненного полиамида ПА-6

Литература

 

ВВЕДЕНИЕ


Полиамиды представляют огромный по числу представителей и очень важный по своему научному и практическому значению класс высокомолекулярных соединений.

Почти полтора века, которые прошли со дня получения Харбордтом в 1862 г, первого синтетического полиамида, представляют историю непрерывного научного развития этой области, результаты которого находят все более широкое применение на практике.

Выдающееся значение, которое приобрели полиамиды в современной промышленности, видно из того, что производство их в мире исчисляется сотнями тысяч тонн и непрерывно увеличивается.

Среди синтетических высокополимеров по масштабу производства полиамиды занимают одно из первых мест.

Ассортимент материалов, изготавливаемых из различных видов полиамидов, весьма велик. В него входят как синтетические волокна, широко используемые для производства текстильных изделий бытового и технического назначения, так и разнообразное литье и пленки.

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.

В настоящее время химия и физика полиамидов составляют большой раздел во всей науке о высокомолекулярных соединениях. Если на первом этапе развития химии высокомолекулярных соединений их особенности изучались в основном на целлюлозе, то в настоящее время эти исследования проводятся с широким использованием полиамидов.

Основные закономерности поликонденсации, а также полимеризации циклических соединений установлены главным образом при получении полиамидов. Ориентация и кристаллизация полимеров широко изучены на примере многих полиамидов.

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 1862 г, Харбордтом, который, подвергая м-аминобензойную кислоту действию хлористого водорода при 200°, выделил порошок серого цвета, не растворимый в щелочах и кислотах за исключением концентрированной серной кислоты, В последней этот продукт хорошо растворялся и высаживался при добавлении воды, Таким образом был получен поли-м-бензамид – первый представитель синтетических полиамидов.

В 1881 г, Михлер и Циммерман при насыщении фосгеном раствора м-фенилендиамина в хлороформе получили полифениленмочевину. В настоящее время указанная реакция широко применяется в межфазной поликонденсации, Курциус и Гебель в 1888 г, впервые выделили полиамиды при поликонденсации эфиров a-аминокислот.

В 1889 г, синтезировали полиамиды, известные под названием карбамидных или мочевино-формальдегидных смол, путем поликонденсации мочевины с формальдегидом. Эти продукты вскоре приобрели большое практическое значение и уже в 20-х годах нашего века было начато промышленное производство карбамидных смол. Таким образом, карбамидные смолы – первые представители полиамидов, производство которых и до настоящего времени играет большую роль в промышленности пластических масс.

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

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

В 1906 г, Лёйхс синтезировал соединения нового класса – N-карбангидриды a-аминокислот, из которых стало возможным получать синтетические полипептиды с большим молекулярным весом.

В 1935 г, Карозерс синтезировал полигексаметиленадипинамид путем поликонденсации гексаметилендиамина с адипиновой кислотой, Из этого полиамида было получено первое синтетическое волокно.

Особенно бурное развитие исследований по синтезу и применению полиамидов началось после работы Карозерса по синтезу полиамидов из различных диаминов и дикарбоновых кислот. Карозерс показал, что из синтезированных им полиамидов путем вытяжки из расплавленной смолы могут быть получены прочные волокна. В 1938 г в США приступили к производству синтетического волокна из полигексаметиленадипинамида, которое приобрело мировую известность под названием нейлон. В настоящее время нейлон-66 занимает ведущее место среди всех синтетических волокон и масштаб производства этого волокна исчисляется сотнями тысяч тонн.

В конце 1939 г. в Германии приступили к производству перлонового волокна. Затем производство полиамидных волокон было начато в других странах.

Полиамиды представляют собой высокомолекулярные соединения линейной структуры с молекулярным весом до 30 тысяч. Макромолекулы состоят из гибких метиленовых цепочек и регулярно расположенных вдоль цепи полярных амидных групп.

Наличие амидных групп, способных образовывать водородные связи, определяет физико-химические свойства, общие для всех полиамидов.

В настоящее время практическое значение имеют лишь некоторые из большого числа синтезированных полиамидов.

Основные марки полиамидов, выпускаемые на сегодняшний день:

Алифатические кристаллизующиеся (гомополимеры и сополимеры): PA 6 - полиамид 6, поликапроамид, капрон, PA 66 - полиамид 66, полигекса-метиленадипамид, PA 610 – полиамид 610, полигексаметиленсебацинамид, PA 612 - полиамид 612, PA 11 - полиамид 11, полиундеканамид, PA 12 - полиамид 12, полидодеканамид, PA 46 - полиамид 46, PA 69 - полиамид 69, PA 6/66 (PA 6,66) - полиамид 6/66 (сополимер), PA 6/66/610 - полиамид 6/66/610 (сополимер), PEBA (TPE-A, TPA) - термопластичный полиамидный эластомер, полиэфирблокамид.

Алифатические аморфные: PA MACM 12 - полиамид MACM 12, PA PACM 12 - полиамид PACM 12.

Полуароматические и ароматические, кристаллизующиеся - (PAA): PPA (PA 6T, PA 6T/6I, PA 6I/6T, PA 6T/66, PA 66/6T, PA 9T, HTN) –полифталамиды (полиамиды на основе терефталевой и изофталевой кислот), PA MXD6 - полиамид MXD6, полуароматические и ароматические, аморфные (PAA), PA 6-3-T (PA 63T, PA NDT/INDT) - полиамид 6-3-T [1].

1.                 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЛИФАТИЧЕСКИХ ПОЛИАМИДОВ


Алифатические полиамиды являются гибкоцепными кристаллизующимися (Скр = 40-70%) термопластами. Молекулярная масса - 8-40 тысяч, плотность 1010-1140 кг/м3, температура плавления (кристаллизации) - 210-260°С, расплав обладает низкой вязкостью в узком температурном интервале. Полиамиды – гидрофильные полимеры, их водопоглощение достигает нескольких процентов (иногда до 8) и существенно влияет на прочность и ударную вязкость. Наибольшее значение имеют полиамиды общих формул


[-HNRNHOCR'CO-]n и [-HNR"CO-]n, где R, R' = Alk, Ar, R" = Alk.


В термопластах макромолекулы связаны между собой водородными связями, что обусловливает относительно высокие температуры плавления полиамида.


Таблица 1. Показатели пожароопасности (Тв – температура воспламенения, Тсв – температура самовоспламенения)

Полиамид

Температура, С

Теплота сгорания, МДж/кг

Тв

Тсв

ПА 6(капрон)

395

424

31

ПА 66 (нейлон)

355

435

31-32


Полиамид: Поведение пламени - горит и самозатухает, окраска пламени - голубая, желтоватое по краям, запах - жженого рога или пера.


Таблица 2. Пределы изменений механических свойств полиамидов:

Наименование

Предел прочности, МПа

Относительное удлинение, %

Модуль упругости, МПа

Твердость, МПа

Ударная вязкость, кДж/м2

σв

σсж

σи

ε

Ε*10-3

Εи*10-3

НВ

а

а1

ПА 6

55-77

-

90-100

100-150

1,2-1,5

-

100-120

90-130

5-10

Полиамид 610

50-60

-

45-70

100-150

-

-

100-150

100-125

5-10

Полиамид 612

160

-

-

26

-

2,2-2,3

130

140

-3

Полиамиды стеклонаполненные

69-132

-

100-230

2-12

9,0

-

90-100

9-44

5-10


Полиамиды (ПА) – это группа пластмасс, выпускаемая промышленностью под торговыми марками: "капрон", "найлон", "анид" и др. Полиамиды применяются для производства изделий всеми способами переработки пластмасс. Наиболее часто – литьем под давлением для выпуска конструкционных деталей и экструзией для получения пленок, труб, стрежней и других профилей.

Кроме того, ПА широко применяется в текстильной промышленности для производства волокон, нитей, пряжи, тканей и т.д.


Таблица 3. Основные свойства полиамидов и стеклонаполненных (НС) материалов на их основе

Свойства

Полиамид ПА 6

Полиамид ПА 6,6

ПА 6,10

Капролон В

ПА 6НС

ПА 610НС

ПА66НС

Плотность кг/м3

1130

1140

1100

1150

1350

1350

1300

Температура пл, С

215

260

220

220-225

207-211

230

250

Разрушающее напряжение МПа, при:








 растяжении

66-80

80-100

50-58

90-95

120-150

120-140

160-250

 изгибе

90-100

100-120

80-90

120-150




 сжатии

85-100

100-120

70-90

100-110




Относительное удлинение при разрыве, %

80-150

80-100

100-150

6-20

2-7

2-5

2-4

Ударная вязкость кДж/м2

100-120

90-95

80-125

100-150

30-50

35-55

20-30

Твердость по Бринеллю, МПа

150

100

120

130-150

130-150

150-250

110-180

Теплостойкость по Мартенсу, С

55

75

60

75

80

100-140

110-140

Морозостойкость, С

-30

-30

-60

-60

-40

-50

-50

Водопоглощение за 24 часа , %

3,5

7-8

До 4

2-7




Коэффициент трения по стали

0,14

0,15

0,15

0,13

0,27

0,3-0,4

0,4

Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц

3,6

4

4,5

3,4-4,7

3,8

3,0-3,5

4,0

Тангенс угла диэлектрических потерь при 106Гц

0,03

0,02

0,04

0,03

0,025

0,025

0,04

Страницы: 1, 2, 3, 4



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.