химический каталог




Лабораторный практикум по синтетическим каучукам

Автор С.Я.Лазарев, В.О.Рейхсфельд, Л.Н.Еркова

реоспецифичес-КУЮ полимеризацию с получением полимеров заданной структуры. Их использование для полимеризации изопрена и бутадиена дало возможность синтезировать каучуки, в которых звенья полимеров соединены почти исключительно в положении 1,4-цис, т. е. так же, как в натуральном каучуке. Благодаря этому свойства синтетического 1,4-цыс-полиизо-пренового каучука практически идентичны свойствам натурального, а М-цыс-полибутадиен, хотя и отличается от натурального каучука, но значительно лучше любых других видов бутадиеновых каучуков. Возможна полимеризация изопрена и с получением транс-l ,4-полимера, являющегося синтетической гуттаперчей.

151

Для полимеризации изопрена и других диеновых углеводородов с целью получения стереорегулярных полимеров широко используются каталитические системы, содержащие комплексы переходных металлов Эти комплексы или синтезируют заблаговременно в виде индивидуальных соединений (обычно в растворе), или получают в реакционной среде из отдельных компонентов. Следует обратить внимание на то, что компоненты, образующие комплексы, и даже готовые комплексы не явля. ются, как правило, истинными катализаторами, а служат лишь исход, ными материалами для образования последних. Активный комплекс, участвующий в каталитическом цикле, как правило, получается при взаимодействии исходного комплекса с реагирующими молекулами: при катализе полимеризации — с молекулами мономера.

Среди многочисленных катализаторов комплексного типа главное место занимают катализаторы, предложенные впервые Циглером и Нат-та и получаемые при взаимодействии галогенидов переходных металлов с металлорганическими соединениями. В частности, таким катализатором является система тетрахлорид титана — триизобутилалюминий, до сих пор с успехом применяемая при синтезе стереорегулярного цисАА-полиизопрена — каучука СКИ-3.

Механизм действия катализаторов рассматриваемого типа изучался и продолжает изучаться очень широко и в настоящее время, в основном сложились определенные представления о природе каталитически активных центров и механизме стереорегулирования.

Первым актом является взаимодействие тетрахлорида титана с алкил алюминием, в результате чего образуется би ядерный комплекс, в котором реализуется алкилирование титана:

°\ R /R О, а /В

TiCl4+AlR3--С1-^ТК' —*- >TiC>AK

а/ V XR g/I Vi >r

r

В дальнейшем происходит либо распад по связи Ti — R с образованием производного трехвалентного титана с последующим его алкили-рованием и внедрение мономера по связи Ti - R - Al, либо внедрение мономера непосредственно по связи Ti — R в приведенном выше комплексе. Обычно восстановление титана имеет место, и в качестве схемы механизма каталитического действия можно привести следующую:

инициирование

Ti*Cl3- R2A1C1 + C5He —Tl'Gly RCSH8A1RC1 рост цепи

Tl*Cl3R(CsHe)n.AlRCl + CsHe —~Ti*Cl3-r(CsHe)n + 1.AlRCl обрыв цепи

Ti*Cl3-R(C5H6)n+1-A1RC1 —- Ti*Cl3+ R(C5H8)n+1-AlRCl где Ti*CI j — активный центр на поверхности твердого TiCI 3.

152

При разрушении катализатора (например, этидовым' спиртом) выделяется полимер.

Образование стереорегулярного полимера объясняют на основе вполне надежных экспериментальных данных направленной координацией диена у атома переходного металла с образованием я-аллильной системы определенной геометрической структуры

СН2

RTiCla + СНг=С—СН=СН2—^ СНЭ—С<| pTiCl2 и т.д.

Понятно, что каталитическим действием обладают не только системы Циглера—Натта, но и другие, способные давать комплексы подобного типа. Среди них прежде всего следует отметить ет-аллильные комплексы никеля, позволяющие получать стереорегулярные каучуки. Поскольку результаты не превосходят получаемые с традиционными катализаторами, рассматривать эти катализаторы нет необходимости.

Второе важное условие — абсолютная сухость, чистота всех продуктов и отсутствие в системе кислорода. Оба компонента катализатора крайне чувствительны к влаге, а ал кил алюминий — и к кислороду воздуха. Под влиянием этих агентов, а также примесей к мономеру и растворителю (спирты, карбонильные и другие соединения) они разлагаются, соотношение между компонентами катализатора нарушается, и полимеризация замедляется или совсем прекращается (если вредных веществ много). Следует особо подчеркнуть, что алюминийорганические соединения при контакте с воздухом или влагой могут воспламеняться и взрываться. Поэтому хранить их и работать с ними нужно с большой тщательностью и осторожностью, в условиях, исключающих возможность контакта с воздухом и влагой, и с применением средств личной и коллективной защиты (очки, кожаные перчатки, щитки, экраны) в соответствии со специальной инструкцией. Лица, не прошедшие инструктаж, к работе не допускаются.

Цель работы - практическое ознакомление с техникой полимеризации в присутствии комплексных катализаторов, синтез полииэопре-нового стереорегулярного каучука и исследование его свойств в сыром виде или в виде резин.

Реактивы и оборудование

Триизобутилалюминий, 1 М раствор в толуоле (в сосуде шленка) Тетрахлорид титана, 1М раствор в толуоле (в сосуде Шленка) Изопрен, 25% раствор в толуоле или гексане (в сосуде Шленка) Этиловый спирт

Толуол или гексан (в сосуде Шленка)

Бутылка (из-под шампанского) Тройник для загрузки Сосуды Шленка

Стакан химический вместимостью 200 мл

Баллон с аргоном или азотом • (с системой очистки и осушки)

153

Проведение опыта. Бутылку из-под шампанского „тренируют.", нагревая в токе аргона (азота) при 200 °С в течение 1,5—2 ч. Охлаждают в токе инертного газа и присоединяют к системе, подобной изображенной на рис. 7. 11. При непрерывном пропускании инертного газа через кран 5 передавливают в бутылку 100 мл раствора изопрена в гексане (растворитель, и изопрен перед смешением должны быть высушены и пере-гнаны над металлическим натрием). Затем из сосуда шленка 2 вливают в бутылку 2,5 мл 1 М раствора триизобутилалюминия в толуоле. Заменяют сосуд 4 на сосуд Шленка с растворителем и промывают кран и трубки тройника гексаном (5 мл). Отсоединяют сосуд с растворителем от крана б, присоединяют его к крану 5, а подачу инертного газа продолжают через кран 6. Вливают из сосуда Шленка 3 2 мл 1М раствора TiCI4 в толуоле. Промывают кран и тройник 5 мл растворителя. Не прекращая подачи инертного газа, быстро отделяют бутылку от системы и закрывают резиновой пробкой из маслостойкого каучука, которую закрепляют проволокой. Бутылку помещают в металлический патрон, встряхивают несколько раз и устанавливают в воздушный термостат при 20 °С, где перемешивают в течение 3—4 ч. Дальнейшая полимеризация может проходить без перемешивания; она завершается к следующему дню.

По окончании полимеризации раствор полимера выливают в 200 мл этилового спирта, где оставляют на несколько часов (можно до следующего дня) для полного разрушения катализатора. Затем полимер извлекают, слегка промывают 15—20 мл спирта и высушивают в вакууме при 30-40° С.

Полимер исследуют, определяя непредельность, содержание звеньев различной структуры и температуру стекловани

страница 47
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Скачать книгу "Лабораторный практикум по синтетическим каучукам" (3.86Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
электрические камины угловые купить
стоимость трансфера в аэропорт
купить зеркало недорого
Ситечки для чая Tea bag купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.01.2017)