Напишите реакции синтеза полимеров из этих пар мономеров. Классифицируйте полимер в зависимости от типа образовавшейся межзвенной связи. 2. Предложите способ синтеза полимера, приведите его достоинств

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16852
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

1. Напишите реакции синтеза полимеров из этих пар мономеров. Классифицируйте полимер в зависимости от типа образовавшейся межзвенной связи. 2. Предложите способ синтеза полимера, приведите его достоинства и недостатки. 3. Какие побочные процессы (циклизация, структурирование, выделение низкомолекулярных продуктов) возможны при синтезе? 4. Возможны ли (если да, то напишите реакции) реакции гидролиза, алкоголиза, аммонолиза, ацидолиза для полученного полимера. 5. Рассчитайте величину средней молекулярной массы при степени конверсии мономеров 99,6%. Приведите факторы, которые в данной реакции могли привести к снижению молекулярной массы полимера. 6. При каких условиях из данной мономерной пары возможно получение олигомеров. Карбамид + формальдегид, слабокислая среда Молярное соотношение мономеров: 1:2,5

Ответ: Синтез проводят в две стадии. 1 стадия. Формальдегид взаимодействует с мочевиной по типу нуклеофильного присоединения. 2 стадия. Поликонденсация диметилолмочевины. Полимер относится к типу аминопластов. 2. Полимер получают методом поликонденсацией в растворе. Вначале, на первой стадии, получают метилольные производные карбамида. Исходные вещества – формальдегид и карбамид берут в мольном соотношении 2,5/1, при котором карбамид полностью вступает в реакцию, причем основными продуктами гидроксиметилирования являются три - и диметилолкарбамиды. Формальдегид обычно используют в виде водного раствора – формалина. Реакцию ведут в нейтральной или слабощелочной среде. Поэтому рН обычно поддерживают на уровне 7-7,5 добавлением аммиака или триэтаноламина. Гидроксиметилирование карбамида проводят при температуре до 60°С, при которой скорость конденсации метилольных производных сравнительно невысока. Реакцию ведут практически до полного израсходования карбамида. Проведение этой стадии в кислой среде нецелесообразно, поскольку при кислотном катализе реакция осложняется получением метиленкарбамида. Вторую стадию процесса – конденсацию метилольных производных - проводят при  (кислотный катализ, эффективный при этой реакции). Поскольку при низких значениях  конденсация протекает слишком быстро даже при комнатной температуре и трудно поддается контролю, чаще всего ее проводят при и умеренных температурах (70-90°С). Подкисление реакционной массы, учитывая относительно высокую величину , проводят слабыми карбоновыми кислотами – щавелевой, муравьиной и др. Равновесный характер реакций конденсации метилольных производных обуславливает необходимость достаточно полного удаления воды из реакционной системы. Удаление воды осуществляется отгонкой, причем эту операцию нельзя считать только осушкой, поскольку при ее проведении происходит дальнейшее углубление процесса поликонденсации олигомера за счет сдвига равновесия реакций в правую сторону. 3. При проведении процесса необходимо тщательно следить за величиной , поскольку может произойти довольно быстрое его снижение до 6 за счет протекания побочных реакций с участием формальдегида, особенно легко происходящих в щелочной среде. Это реакция Каниццаро: ,а также окисление формальдегида кислородом воздуха: В средах, близких к нейтральным, доля этих реакций сводится к минимуму. 4. В молекуле полимера имеется амидная группа, поэтому возможно протекание реакции гидролиза: Благодаря налчию спиртового гидроксогруппы – возможно протекание реакции ацидолиза в кислой среде. 5. Рассчитаем величину средней молекулярной массы при степени конверсии мономеров 99,6%. Среднечисленные и средневзвешенные степени полимеризации и молекулярные массы равны: где  - степень завершенности реакции (степень конверсии);  - молекулярная масса мономерного звена. В соответствии со схемой реакции (представленной выше) элементарное звено представляет собой группировку:  снижению молекулярной массы полимера способствует несоблюдение , неполный отгон воды из реакционной смеси. 6. Молекулярную массу олигомеров при поликонденсации регулируют прекращением реакции при низких глубинах превращения или использованием избытка одного из реагентов.