химический каталог




МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ, направленное изменение физико-химических и/или химический свойств полимеров. Различают модифицирование полимеров:
1) структурное модифицирование физически-механических свойств без изменения химический состава полимера и его молекулярной массы, т.е. изменение надмолекулярной структуры полимера;
2) структурное модифицирование физически-механических свойств осуществляемое введением в полимер способных взаимодействие с ним веществ, в том числе и высокомолекулярных (см. Пластификация полимеров, Стабилизация полимеров, Наполненные полимеры);
3) химическое воздействие на полимер химических или физических агентов, сопровождающееся изменением химического состава полимера и/или его молекулярной массы, а также введение на стадии синтеза небольшого количества вещества, вступающего с основные мономером в сополимеризацию или сополиконденсацию. Указанная классификация в значительной степени условна, так как многие типы модифицированых полимеров взаимосвязаны, например химическое модифицирование часто приводит к существенным изменениям структуры полимера.

Структурное модифицирование полимеров обычно осуществляют в процессе переработки полимеров регулированием параметров формирования изделия, например температуры и времени процесса, режимов нагревания и охлаждения при переработке из расплава или природы растворителя и условий его удаления при переработке из раствора, а также введением в полимер небольшого количества веществ, воздействующих на кинетику образования полимерного тела и/или морфологию полимера. В основе структурного моделирования лежит многообразие сосуществующих в полимере структурных форм и взаимосвязь их морфологии с условиями формирования полимерного тела. Так, при кристаллизации полимеров из разбавленных растворов образуются отдельные пластины-монокристаллы. Повышая скорость испарения растворителя, можно получать вместо пластинчатых фибриллярные кристаллы с преимущественным ростом одной из граней. Увеличение концентрации раствора или скорости кристаллизации приводит к образованию более сложных структур. Весьма эффективным способом регулирования структуры кристаллических полимеров, а следовательно их физически-механических свойств, является введение в расплав или раствор искусственных зародышеобразователей - высокодисперсных, нерастворимых в полимере веществ, инициирующих появление собственных зародышей. При соответствующем подборе искусственных зародышеобразователи могут одновременно выполнять роль стабилизатора полимера (например, антиозонанта, антиоксиданта, антипирена), а также способствовать восстановлению структуры полимера в процессе его повторной переработки.

Один из методов структурного модифицирования полимеров - ориентация полимеров (см. Ориентированное состояние полимеров), которая достигается путем растяжения полимерного тела. В результате ориентации аморфных полимеров возникает структурная анизотропия, которая на макроскопическом уровне проявляется в анизотропии физически-механических свойств, в частности в повышении прочности и модуля упругости в направлении оси ориентации. Влияние условий переработки на физически-механические свойства полимеров особенно проявляется у привитых сополимеров, составляющие компоненты которых резко различаются по химический строению.

К методам структурного модифицирования полимеров может быть отнесено вспенивание полимеров с образованием пенопластов, а также пористых пленок, используемых как разделительные мембраны.

Химическое модифицирование полимеров включает:
1) реакции, не сопровождающиеся изменением степени полимеризации макромолекул, полимераналогичные превращения и внутримолекулярные реакции;
2) реакции, приводящие к увеличению степени полимеризации;
3) реакции, в процессе которых степень полимеризации уменьшается (см. Деструкция полимеров).

Внутримолекулярные реакции протекают с участием функциональных групп или атомов, принадлежащих одной и той же макромолекуле. Часто в результате таких реакций образуются достаточно термостойкие полимеры с системой сопряженных двойных связей (например, при дегидрохлорировании ПВХ или дегидратации поливинилового спирта) или полимеры с внутримолекулярными циклами (например, при циклизации полиакрилонитрила или полиамидокислот с образованием полиимидов). Специфические особенности внутримолекулярных реакций -автокаталитических характер при образовании полисопряженных систем, а также невозможность достижения 100%-ной конверсии, когда реакция протекает по закону случая.

К реакциям, приводящим к увеличению степени полимеризации, относятся реакции между макромолекулами, а также реакции получения привитых и блоксополимеров. Первые протекают непосредственно между двумя или несколько макромолекулами или при участии низкомолекулярный реагента. К реакциям такого типа относятся вулканизация каучуков, отверждение пластмасс, образование интерполимерных комплексов (продуктов взаимодействие противоположно заряженных полимеров, например поликислоты с полиоснованием) и т. п. В этих реакциях проявляется одна из существенных особенностей высокомолекулярных веществ - высокая чувствительность некоторых их свойств, в первую очередь растворимости и текучести, к воздействию относительно малых количеств реагента, образующего химической связи между макромолекулами.

Введение в состав макромолекул на стадии их синтеза небольшого количества звеньев др. химический природы может привести к существенным изменениям свойств полимерного материала. В качестве модифицирующих агентов используют мономеры, содержащие пероксидную или гидропероксидную группу, ненасыщенные производные красителей, стабилизаторов, физиологически активных веществ и т.п. При использовании этого метода модифицирования полимеров удается в одну стадию получать полимерные материалы, в которых все компоненты, в том числе и плохо совместимые с полимером, связаны с его макромолекулами прочными ковалентными связями. Это предотвращает выделение ("выпотевание") компонентов на поверхность полимеров при их переработке и эксплуатации.

Методы химического модифицирования полимеров нашли широкое применение для создания нового поколения лекарственных препаратов. Химически связанные с водорастворимым полимером лекарственные вещества имеют повышенное время функционирования в живом организме, обусловленное увеличением их молекулярной массы (пролонгирующие формы лекарственных препаратов), а также обладают повышенной устойчивостью к действию различные денатурирующих агентов. Присоединением к макромолекуле одновременно с лекарственным веществом молекулы-вектора, обладающей повышенным сродством к определенному органу живого организма, синтезируют лекарственные препараты направленного действия.

Применение методов химического модифицирования полимеров к иммобилизации биологическое катализаторов привело к возникновению новой области биотехнологии, в основе которой лежит применение в промышленном масштабе иммобилизованных ферментов и других биологически активных веществ.

Химическое модифицирование полимеров включает также обработку поверхности готового полимерного изделия для придания ей требуемых свойств при сохранении всего комплекса физически-механических свойств исходного полимерного материала. В качестве модифицирующих агентов используют, например, химический вещества, в том числе и биологически активные, или ненасыщенные мономеры, прививаемые на полимерную поверхность химическим, плазмохимическим или радиационным способом. Именно таким образом удается придать полимерным поверхностям повышенную гидрофильность или гидрофобность, способность к окрашиванию, устойчивость к атмосферным воздействиям, антистатичность и ряд других свойств, определяющих возможность применения изделий в специфический областях. Например, модификация полимерной поверхности антикоагулянтами крови резко повышает совместимость полимеров с кровью, что необходимо при имплантации изделий в живой организм. Модификацией волокон и тканей некоторыми биологически активными веществами получают антимикробные или гемостатические материалы. Поверхностное модифицирование полимеров применяют также для повышения совместимости различные полимерных материалов. Так, при создании композиционных материалов составляющие их полимеры обрабатывают веществами, совместимыми с этими полимерами. Такие вещества, например в шинах, являясь мостиком между высокомодульным кордом и низкомодульной резиной, могут выполнять активную роль, принимая на себя часть напряжений, возникающих в работающей системе.

Полезная информация:

По самым скромных подсчетам, за год в России накапливается около 800 тысяч тонн полимерных отходов и с каждым следующим годом, это число только растет. По этой причине, переработка полимеров является с одной стороны прибыльным, а с другой - очень полезным делом. Результатом переработки полимерных материалов является вторичная гранула, например, в случае полиэтилена это гранула пвд,  пвд вторичный или вторичный полиэтилен. Широкое применение в современной промышленности нашел  вторичный полипропилен, получаемый при переработке различных полипропиленовых материалов. Применяют вторичный полипропилен для изготовления труб, тары, упаковки, защитных материалов домов и бассейнов.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
штукатурка гипсовая 30 кг цена
eva classic
размеры таблички по пэу категория
кухоное столи из нерж

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
(30.05.2017)