Полиэфиры - пластмассы на основе полиэфирных смол (полиэтилентерефталат, поликарбонаты, алкидные смолы).

Полиэфирные смолы получают поликонденсацией многоатомных спиртов с многоосновными кислотами или их ангидридами.

Физико- химические свойства полиэтилентерефталата приведены в п. “полиэфирных волокнах “.

У поликарбонатов ароматические звенья их цепей связаны карбонатной связью: -O-C-O-

║

O

Например:

CH₃

[-O - - C - - O -C-]

| ||

CH₃ O

Ароматические звенья обусловливают сильное межмолекулярное взаимодействие цепей, высокую механическую прочность, а также термическую и химическую стойкость этих полимеров. Это бесцветные прозрачные вещества, термопластичные, стойкие к действию разбавленных кислот и щелочей, масел и жиров. Набухают в спиртах и ацетоне, растворяются в хлорбензоле, дихлорэтане. Разрушаются концентрированными щелочами.

К алкидным смолам относятся глифталевые и пентафталевые (полиэфиры фталевого ангидрида и глицерина, фталевого ангидрида (С₈Н₄О₃) и пентаэритрита (С(СН₂ОН)₄). Например, глицерин (CH₂OH-CHOH-CH₂OH) + фталевая кислота (HOOC-C₆H₄-COOH) → поликонденсация.

Алкидные смолы являются термореактивными, но так как их отверждение требует длительного времени, они используются в производстве лаков и красок, а также для электроизоляции.

Ненасыщенные полиэфиры получают поликонденсацией многоатомных спиртов с ненасыщенными двухосновными кислотами (малеиновой -НООССН=СНСООН, метакриловой - СН₂=С(СН₃)СООН). Используются в качестве лаков и в производстве слоистых пластиков.

Полиамиды

Полиамиды – пластмассы на основе полиамидных смол (капрон, найлон и др.).

Реакции получения и физико-химические свойства рассмотрены в п. «полиамиды».

Из капролактама (производного аминокапроновой кислоты):

CH₂ - CH₂ - CH₂

CH₂ - CH₂ - NH

Cинтезируют капроновую смолу для волокон и пластмасс (капрон) и для монолитных блоков (капролан). Капролан – частично сшитая полиамидная смола.

Полиэпоксиды

Полиэпоксиды – пластмассы на основе эпоксидных смол:

CH₃

_n[CH₂- CH- CH₂Cl + HO- -C- -OH →

\ ⁄ CH₃

O

эпихлоргидрин диоксидифенилпропан

CH₃

→[-O- - C- -O-CH₂- CH- CH₂- ]_n + n HCl

CH₃ OH

Эпоксидные смолы – это жидкие или твердые полимерные соединения, содержащие в своих молекулах эпоксидную группу:

- C - C-

O

Макромолекулы имеют линейное строение и включают большое число гидроксильных и концевых эпоксидных групп. Эти группы благодаря своей высокой реакционной способности обусловливают хорошую адгезию полиэпоксидов к различным материалам и способствуют сшивке цепей при добавлении отвердителей, например, гексаметилендиамина (H₂N - (CH₂)₆ - NH₂)

Эпоксиды отверждаются с малой усадкой (0,3- 2 %) из-за отсутствия побочных продуктов. Они широко используются как связующие для наполненных и армированных пластиков (особенно стеклопластиков), влагостойкие и химически стойкие лаки, клеи, цементы, шпаклевки для заделки дефектов в металлических деталях (с металлическими порошками).

Полиуретановые смолы

Эти смолы характеризуются наличием уретановой группировки:

-N- C-O-

_{‌ ║}

H O

По строению и свойству они близки к полиэфирам и полиамидам. Полиуретаны представляют собой полиэфиры дикарбоминовых кислот R(NHCOOH)₂ и гликолей:

R (NHCOОН)₂ + НО-СН₂-ОН

_‌или диизоцианатов с многоатомными спиртами.

Дополнительный атом кислорода, входящий в цепь, придает повышенную гибкость и соответственно более низкую температуру плавления. В зависимости от исходного сырья получают термопластичные и термореактивные полиуретаны: твердые, мягкие и эластичные.

Линейные полиуретаны растворяются, как и полиамиды в концентрированных минеральных кислотах. Они стойки к действию света, кислот и кислорода.

Полиуретановые смолы применяются в качестве пластмасс и пленкообразующих веществ для лаков, пропиточного состава для тканей и бумаги. Полиуретановые волокна отличаются высокой механической прочностью. Их применяют для производства сетей, щетины и т.д.

Полиэфируретановые смолы используют для изготовления перлона, чья пористая структура создается за счет вспенивания при выделении углекислого газа.

Кремнийорганические смолы

В макромолекулах кремнийорганических (полисилоксановых) смол главные цепи построены из кремния и кислорода, а боковые цепи – обычные углеводородные радикалы:

-Si-O-Si-

 

Кремнийорганические смолы имеют линейное или сетчатое строение, могут быть жидкими, каучукоподобными и твердыми. Жидкие применяют как высокотемпературные смазки и для гидрофобизирующих пропиток. Твердые благодаря высокой гидрофобизирующей способности и теплостойкости (250- 400˚ С) применяются в технике для аппаратуры, работающей в условиях высокой температуры и влажности.

Исходным сырьём для производства этих смол является четыреххлористый кремний и эфиры ортокремниевой кислоты -Si(OC₂H₅)₄.

 

Экспериментальная часть

Общие требования. Проведение идентификации неизвестного волокна, пластмассы требует от студента знаний химических и физических свойств главных классов органических соединений, а также определенных экспериментальных навыков, способности наблюдать и делать выводы из наблюдений. Выполнение работ по идентификации неизвестного волокна, пластмассы предоставляет студенту возможность проверить свои знания.