На главную

Статья по теме: Активации присоединения

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Энергия активации присоединения мономера к радикалу тем ниже, т. е. мономер тем активнее, чем выше энергия сопряжения в радикале, который получается в результате присоединения этого мономера к исходному радикалу. Наоборот, энергия активации присоединения радикала к двойной связи тем ниже, т. е. реакционная способность радикала тем выше, чем ниже его энергия сопряжения. Таким образом, реакционные способности в ряду мономеров и соответствующих им радикалов изменяются антибатно. Например, реакционная способность в ряду виниловых мономеров с заместителями[1, С.10]

Точный квантовохимический расчет энергий активации присоединения радикалов к двойным связям мономеров в большинстве случаев затруднителен. Однако использование полуэмпирического правила Эванса — Поляни — Семенова, согласно которому энергия активации Еа связана с тепловым эффектом элементарной реакции Q соотношением Еа = А — «Q (где Л и а — постоянные ве-[1, С.9]

При увеличении температуры отношение &2 /А^ для всех соединений с двойной связью уменьшается, т. е. энергия активации присоединения к двойной связи меньше энергии активации отрыва атома водорода от молекулы изооктана. Разность Е2 — Е1 для некоторых виниловых соединений приведена в табл. 43.[2, С.226]

На основании детального анализа сторич. и элект-ростатич. взаимодействий в полимерных цепях и соответствующих им низкомолекулярных гомологах с учетом деформации валентных углов Фордхэм рассчитал, что разность свободной энергии изо- и сшкЭыо-изомеров в случае поливинилхлорида составляет 5,9—8,0 кдж!молъ (1,4—1,9 ккал/моль) в пользу снндиотактич. изомера, а соответствующая разность энергий активаций равна 2,1 кдж/молъ (0,5 ккал/моль). Порядок этих величин был экспериментально подтвержден Бови при исследовании методом ЯМР полиметилметакрилата. Было обнаружено, что энергия активации присоединения в мзо-положении на 3,255 кдж/молъ (0,775 ккал/моль) выше, чем в случае ткдио-присоединения. Однако полученное им значение для поливинилхлорида составило всего 0,84 кдж/молъ (0,2 ккал/моль), т. е. значительно меньше величины, предсказанной Фордхэмом.[5, С.260]

На основании детального анализа стерич. и элект-ростатич. взаимодействий в полимерных цепях и со^от-ветствующих им низкомолекулярных гомологах с учетом деформации валентных углов Фордхэм рассчитал, что разность свободной энергии изо- и синдио-изомеров в случае поливинилхлорида составляет 5,9 — 8,0 кдж/молъ (1,4 — 1,9 ккал/молъ) в пользу синдиотактич. изомера, а соответствующая разность энергий активаций равна 2,1 кдж/молъ (0,5 ккал/молъ). Порядок этих величин был экспериментально подтвержден Бови при исследовании методом ЯМР полиметилметакрилата. Было обнаружено, что энергия активации присоединения в изо-положении на 3,255 кдж/молъ (0,775 ккал/молъ) выше, чем в случае еикдмо-присоединения. Однако полученное им значение для поливинилхлорида составило всего 0,84 кдж/молъ (0,2 ккал/молъ), т. е. значительно меньше величины, предсказанной Фордхэмом.[6, С.260]

В серии выдающихся исследований Натта с сотрудниками в совершенстве разработали специальные методы анионной полимеризации [31], позволяющие получать кристаллизующиеся полимеры из виниловых мономеров, содержащих различные заместители, и из а-олефинов. Метод осуществления стерического контроля в этих полимеризационных процессах до сих пор не вполне ясен. Вероятнее всего при полимеризации проявляется направляющее действие каталитического комплекса. Позднее на основе термодинамических принципов, ранее сформулированных Хаггинсом [32], стереорегулярные полимеры из виниловых мономеров удалось получить и радикальной полимеризацией [33—36]. Предполагается, что в этом случае стереоконтроль обусловливается направляющим влиянием растущего конца цепи. Вариация стереорегулярности достигается с помощью изменения температуры полимеризации; при этом используется небольшая разница энергий активации присоединения звеньев в двух возможных конфигурациях [33, 37].[3, С.105]

Эти трудности могут быть в значительной мере преодолены, если применять перекись бензоила, меченную радиоактивным атомом, и сравнивать активность полимера с активностью перекиси. Высокая чувствительность радиохимической методики позволяет проводить исследования при концентрациях перекиси бензоила, обычно применяемых при полимеризации. Котон, Киселева и Бессонов [60] применяли перекись бензоила, меченную С14 в карбоксильной группе. Они показали, что при полимеризации стирола образующийся полимер содержит значительные количества бензоатных групп, не удаляющихся после многократных переосаждений полимера. Часть бензоатных радикалов распадается с образованием С02. Из данных этих авторов следует, что отношение количества бензоатных радикалов, присоединившихся к мономеру, к числу бензоатных радикалов, распавшихся с образованием С02, равно 3,0 при 70° С, 2,6 при 100° С и 1,5 при 140° С. Уменьшение этого отношения при увеличении температуры также указывает на то, что энергия активации декарбоксилирования больше энергии активации присоединения к двойной связи.[2, С.49]

В этих уравнениях символ е с соответствующим индексом обозначает свободную энергию активации присоединения той или иной последовательности.[4, С.102]

Анализ формы линии •—СН2-группы поливинилхлорида позволяет полностью охарактеризовать локальную регулярность цепи: определить доли синдиотактических и изотактических звеньев и, кроме того, рассчитать средние длины цепей для мономерных звеньев обоих типов стереорегулярности. На основании данных спектров ЯМР высокого разрешения возможно также рассчитать разность в энергиях активации присоединения мономера к растущей полимерной цепи для случая синдио- и изотактиче-ской последовательности80.[7, С.465]

где е* — свободная энергия активации процесса присоединения мономера, обозначенного соответствующим индексом, к цепи независимо от того, является ли активный конец цепи мономерным звеном X или Y; Б** — свободная энергия активации присоединения мономерного звена, обозначаемого вторым индексом, к цепи, на активном конце которой находится мономерное звено, обозначенное первым индексом.[4, С.132]

где С/^и С/нач—энергии переходного и начального состояний. Таким образом, Е = —140,3 — (—145,0) = 4,^7 ккал/молъ [21, что близко к величине, найденной на опыте (~8 ккал/молъ). Этот расчет, имеющий в значительной степени иллюстративный характер, все же показывает, что энергия активации присоединения свободного радикала к двойной связи — малая величина.[2, С.187]

Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кабанов В.А. Практикум по высокомолекулярным соединениям, 1985, 224 с.
2. Багдасарьян Х.С. Теория радикальной полимеризации, 1966, 300 с.
3. Манделькерн Л.N. Кристаллизация полимеров, 1966, 336 с.
4. Тюдзе Р.N. Физическая химия полимеров, 1977, 296 с.
5. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
6. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.
7. Коршак В.В. Химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений Том 9, 1967, 946 с.

На главную