Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Смолы используются в производстве пресс-материалов, главным образом для получения стеклопластиков.
Некоторые свойства пресс-материалов приведены в табл. 15.9.
Таблица 15.9. Некоторые свойства пресс-материалов и стеклотекстолитов на основе кремнийорганических смол
Плотность, Термостой- Предел проч- Пробивное
Материал г/см3 кость, к ности при напряжение,
изгибе, МН/м2 кВ/мм
К-138-А наполнитель асбест 1,8 633 490 3
Стеклотекстолит СКМ-1 1,74 488 1370 12
493
-і20 -»- СІ—Бі—ОН + 2НС1 ОН
-О-Іі--
о
-О—Бі—С1 И Т. д.
о
Смолы, растворенные в легколетучих растворителях, представляют собой силоксановые лаки с хорошей адгезией к металлам, создающие надежную защиту от коррозии, а также обладающие изолирующими свойствами.
Титанорганические смолы и другие элементорганические полимеры. Схема получения полимеров на базе титана напоминает получение кремнийорганических соединений, но только синтез полимеров идет через эфиры ортотитановой кислоты:
гидролиз: Т1(ОС4Н9)4 + Н20-*Т1(ОС4Н9)3ОН+С4Н9ОН -
бутанол
конденсация: ТЦОС4Н9)3ОН + НОТ1(ОС4Н9)3 -»-ОС4Н9 ОС4Н9
-*С4Н90-Т1—О-ТЧ—ОС4Н9 и т. д.
ос4н9 Ас4н9
Полиорганотитанаты применяются для создания термостойких защитных покрытий, устойчивых до 700К, а с примесью алюминиевой пудры — до 900К. Общая формула этих соединений
ОИ
I
-14—0-
ои
Аналогичные соединения можно получить на базе А1:
-А1-0-I
О I
Весьма перспективными материалами являются полимеры, содержащие несколько различных атомов, объединенных в одну общую цепь, замкнутую через кислородные атомы. Например, полиалю-мофенилсилоксан имеет следующую структуру элементарного звена:
сбн5 С6Н5 свн5 с6н5
0—51—0- -81-0- -Б1-0-1 81—0-1 -А1—
1 —
ОН ОН он он 1
ОН п
Молекулярная масса около 10 000. Термостойкость —- до 800К. Полимеры, содержащие кроме атомов кремния в цепи атомы титана, обладают еще большей термостойкостью.
494
Рис. 223. Распределение степени полимеризации в реальных полимерах
15.6. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Полимеры представляют собой сложные системы, построенные из макромолекул, взаимодействующих между собой, а макромолекулы состоят из повторяющихся одинаковых звеньев, соединенных химическими связями.
Наиболее определенной частью такой сложной системы является звено, всегда имеющее одинаковое строение, постоянное число атомов и определенную молекулярную массу. Молекулярная масса полимера является статистической величиной, так как степень полимеризации может меняться в широких пределах (рис. 223).
В химическом отношении полимеры имеют двойственный характер, так как следует различать химические взаимодействия отдельных звеньев и химическое взаимодействие макромолекул. Макромолекула поливинилового спирта содержит в элементарных звеньях гидроксильную группу --ОН, которую можно этерифицировать:
о Г си, см
см, сн
«НО С СП,о
+«н,о
ОН п [_ 0=С—СНа| п
Процесс частичной этерификации отдельных звеньев приведет к изменению свойств полимера (понизит химическую активность), но не изменит степени полимеризации. На таких реакциях основаны методы модификации естественных (целлюлоза) и синтетических полимеров.
Реакции макромолекул выходят за пределы одного звена и обычно приводят к изменению степени полимеризации и к радикальным изменениям свойств полимеров в целом. Так, процесс" отверждения небольшим количеством отвердителя резко изменяет свойства полимера, укрупняя макромолекулы и даже изменяя систему линейного полимера на пространственную, к которой трудно применить термин макромолекула и тем более молекулярная масса.
Простым примером можно иллюстрировать количественные соотношения при такого типа реакциях. Рассмотрим взаимодействие поликарбоновых кислот с металлами:
—СН.1-.....сн-.....сн,—сн..... — С И—С Н—СII—СII—
1.
СООИ
соон
G=0
соон
соон соон СП, си см, си........
+ Ва-
с=о соон
І I
СП, • сн - си., - сн
-f 2Н
495
В этом случае п — степень полимеризации — удвоилось, а соотношения масс составляют приблизительно 106:137, т. е. количество металла ничтожно мало. Но и процессы химической деструкции не требуют больших масс реагентов. Рассмотрим расщепление водой макромолекулы полиамида в определенных условиях:
О Н : О НО НО И
II | I II | • II | II |
—С—(СН2)„—N40—(СН2)„—N--С—(СН2)„—Ы + НО—С—(СН2)„—N1—
н~-он н
Произошел разрыв цепи, степень полимеризации понизилась в два раза, а соотношение масс реагентов ничтожно мало: 105:18.
Эти примеры указывают на большую изменчивость свойств полимеров от незначительных количеств тех или иных активных веществ и в то . же время на необходимость точного соблюдения технологии производства полимерных материалов для обеспечения их постоянных свойств.
По физическому строению полимеры также очень сложны. Цепь углеродных атомов, даже в простейшем случае полиэтилена, представляет собой пространственную спираль с шагом 0,253 нм с меняющимся направлением оси: постоянными величинами будут углы между связям^ 109°28'и расстояния между атомами 0,154 нм:
