उच्च आणविक भार यौगिक। पोलीमराइजेशन और पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रियाएं

सिंथेटिक फाइबर में से, नायलॉन फाइबर सबसे व्यापक रूप से जाना जाता है।

यह अमीनोकैप्रोइक एसिड से संश्लेषित होता है *

* (कैप्रोइक एसिड संतृप्त मोनोबैसिक कार्बोक्जिलिक एसिड की श्रृंखला में छठा सदस्य है।)

इस एसिड के अणु, विपरीत गुणों वाले कार्यात्मक समूहों के सिरों पर होते हैं - मूल और अम्लीय, एक पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं *:

* (यहाँ नायलॉन के संश्लेषण की एक सरल व्याख्या है, वास्तव में, कैप्रोलैक्टम का उपयोग एक मोनोमर के रूप में किया जाता है। ... कैप्रोलैक्टम अणु को अमीनोकैप्रोइक एसिड अणु में कार्बोक्सिल समूह और अमीनो समूह की बातचीत के परिणामस्वरूप दर्शाया जा सकता है। बहुलक संश्लेषण के दौरान चक्रीय कैप्रोलैक्टम अणु अमीनोकैप्रोइक एसिड के गठन के साथ एक बंधन के माध्यम से पानी के साथ हाइड्रोलिसिस से गुजर सकते हैं।)

यह प्रक्रिया लगभग 250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक आटोक्लेव में की जाती है। नतीजतन, एक उच्च आणविक भार राल बनता है - नायलॉन। कैप्रोन अणुओं में एक रैखिक संरचना होती है और इसमें 200 प्राथमिक लिंक होते हैं:

यह देखना आसान है कि अमीनोकैप्रोइक एसिड अणु एक दूसरे के साथ उसी तरह प्रतिक्रिया करते हैं जैसे अमीनो एसिड अणु पॉलीपेप्टाइड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं (पाठ्यपुस्तक देखें, पी। 364, और यहां, पी। 17)। पॉलीपेप्टाइड्स की तरह, अमीनोकैप्रोइक एसिड के अवशेष एमाइड बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं:

इसलिए, नायलॉन फाइबर तथाकथित पॉलियामाइड फाइबर के समूह से संबंधित हैं।

एमाइड बांड की उपस्थिति इन तंतुओं को प्राकृतिक प्रोटीन फाइबर - ऊन और रेशम से संबंधित बनाती है। पॉलियामाइड फाइबर, प्रोटीन फाइबर की तरह, उच्च यांत्रिक शक्ति है; इस संबंध में, वे प्राकृतिक से भी काफी आगे निकल जाते हैं (देखें, पृष्ठ 52 पर तालिका)।

नायलॉन फाइबर, कई अन्य सिंथेटिक फाइबर की तरह, नमी को अवशोषित नहीं करता है, सड़ता नहीं है, और पतंगों द्वारा नहीं खाया जाता है। यह घर्षण और बार-बार होने वाले विरूपण के लिए बहुत प्रतिरोधी है, जिसमें यह सभी प्राकृतिक तंतुओं से आगे निकल जाता है।

प्रोटीन पदार्थों की तरह, नायलॉन एसिड की क्रिया के लिए पर्याप्त रूप से प्रतिरोधी नहीं है: इसमें बंधन के माध्यम से हाइड्रोलिसिस होता है। नायलॉन फाइबर का गर्मी प्रतिरोध भी अपेक्षाकृत कम होता है: गर्म होने पर, इसकी ताकत कम हो जाती है, और 215 डिग्री सेल्सियस पर पिघलने लगता है (इसलिए, गर्म लोहे के साथ नायलॉन से बने लोहे के उत्पादों की सिफारिश नहीं की जाती है)। हल्केपन के मामले में, नायलॉन फाइबर नाइट्रोन से नीच है।

प्रोटीन के गुणों में कुछ समानता के बावजूद, नायलॉन, निश्चित रूप से, उनका नहीं है। सभी प्रोटीन अमीनो एसिड से बने होते हैं, जिसमें अमीनो समूह और कार्बोक्सिल समूह हमेशा निकटतम पड़ोस में स्थित होते हैं, जिसे सामान्य सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। ... अमीनोकैप्रोइक एसिड में, ये समूह एक दूसरे से अपेक्षाकृत दूर होते हैं, जिन्हें पांच सीएच 2 समूहों द्वारा अलग किया जाता है; यह सख्ती से रैखिक अणुओं को प्राप्त करने और उच्च फाइबर शक्ति प्राप्त करने के लिए अनुकूल प्रतीत होता है।

यह ज्ञात है कि नायलॉन फाइबर द्वारा व्यापक अनुप्रयोग क्या पाया जाता है। सुरुचिपूर्ण ब्लाउज, स्कार्फ, मोज़े, स्टॉकिंग्स और नायलॉन से बने कई अन्य उत्पाद हमारे दैनिक जीवन में आम हो गए हैं। मुड़ नायलॉन फाइबर से बने उत्पाद बहुत लोकप्रिय हैं - आयाम रहित, आसानी से फैला हुआ मोज़ा और मोज़े। हाल ही में, नायलॉन से उत्कृष्ट फर उत्पाद बनाए गए हैं।

नायलॉन का उपयोग पैराशूट कपड़े, रस्सियों, मछली पकड़ने का सामान, मछली पकड़ने की रेखा आदि के निर्माण के लिए भी किया जाता है। कॉर्ड फैब्रिक प्रबलित नायलॉन से बना होता है, जिसका उपयोग ऑटो और एयर टायर के लिए एक फ्रेम के रूप में किया जाता है। नायलॉन कॉर्ड वाले टायरों का सेवा जीवन रेयान और कॉटन कॉर्ड वाले टायरों की तुलना में काफी अधिक होता है।

नायलॉन राल का व्यापक रूप से मशीन भागों और तंत्रों के निर्माण के लिए प्लास्टिक के रूप में उपयोग किया जाता है - गियर, असर वाले गोले, झाड़ियों, आदि, उच्च शक्ति और पहनने के प्रतिरोध की विशेषता है।

नायलॉन फाइबर के उत्पादन में इसकी कताई की प्रक्रिया सबसे दिलचस्प है।

विस्कोस फाइबर, क्लोरीन और नाइट्रोन के विपरीत, नायलॉन फाइबर एक घोल से नहीं बनता है, बल्कि एक बहुलक पिघल से बनता है।

नायलॉन फिलामेंट्स का निर्माण प्रयोगात्मक रूप से देखना आसान है। यदि आप एक परखनली या कांच में नायलॉन राल या नायलॉन उत्पाद के स्क्रैप को पिघलाते हैं और एक कांच की छड़ के अंत को पिघल में डुबोते हैं, और फिर इसे पिघल से हटाते हैं, तो रॉड के बाद, नायलॉन के पतले लंबे धागे खींचे जाते हैं बाहर, हवा में जमना।

संक्षेप में, उद्योग में नायलॉन फाइबर के उत्पादन में भी यही प्रक्रिया की जाती है। चित्रा 12 नायलॉन फाइबर के उत्पादन के लिए एक सामान्य योजना दिखाता है, और आंकड़े 13 और 14 पिघल-कताई मशीन के पिघलने वाले सिर का विवरण दिखाते हैं।

हॉपर से कुचल नायलॉन राल पिघलने वाले सिर में प्रवेश करती है। राल भट्ठी पर पिघला देता है, जो कुंडल के माध्यम से गुजरने वाले उच्च उबलते पदार्थों के वाष्प द्वारा गरम किया जाता है। चिपचिपा राल पिघल एक कताई पंप द्वारा एक स्पिनरनेट में पंप किया जाता है, जहां से यह पतली धाराओं के रूप में एक शाफ्ट में निकलता है जहां ठंडी हवा प्रवेश करती है। ठंडा होने पर, ट्रिकल पतले फिलामेंट्स में जम जाते हैं। ये तंतु शाफ्ट के नीचे से निकलते हैं और बड़े बेलनाकार स्पूल - स्पूल पर घाव होते हैं। फिर उन्हें खींचा जाता है (विभिन्न गति से घूमने वाले रोलर्स पर) और धागे में घुमाया जाता है। एक प्रबलित कॉर्ड फाइबर प्राप्त होने पर एक विशेष रूप से मजबूत ड्राइंग का उत्पादन किया जाता है। चित्र 15 एक नायलॉन फाइबर बनाने की मशीन का एक सामान्य दृश्य दिखाता है।

प्रश्न और अभ्यास

52. उपरोक्त आंकड़ों से नायलॉन के औसत आणविक भार की गणना करें।

53. नायलॉन और प्रोटीन की संरचना और गुणों में समानताएं और अंतर क्या हैं?

54. क्या नायलॉन थर्मोप्लास्टिक या थर्मोसेटिंग रेजिन से संबंधित है? आपके उत्तर की पुष्टि कैसे की जा सकती है?

55. फाइबर एनंथ, जो नायलॉन से अधिक हल्केपन में भिन्न होता है, एमिनोएनेथिक एसिड के पॉलीकोंडेशन उत्पाद से प्राप्त होता है।

ऐमीनोएनेथिक अम्ल के बहु संघनन के लिए समीकरण बनाइए और परिणामी उच्च आणविक भार पदार्थ का संरचनात्मक सूत्र दीजिए।

56. फाइबर ऐनाइड (झुकाव) हेक्सामेथिलीनडिएम्पे एच 2 एन-सीएच 2-सीएच 2-सीएच 2-सीएच 2-सीएच 2-सीएच 2-एनएच 2 और एडिपिक एसिड एचओओसी-सीएच 2 -सीएच 2 - के पॉलीकंडेंसेशन उत्पाद से प्राप्त होता है - सीएच 2 - सीएच 2 -कूह। इस बहुसंघनन अभिक्रिया का समीकरण लिखिए।

HOOC - CH 2 -NH 2 + HOOC - CH - NH 2 HOOC - CH 2 -NH - CO - CH - NH 2

सीएच 3 -एच 2 ओ सीएच 3

ग्लाइसीन अलैनिन ग्लाइसीलेनाइन पेप्टाइड बॉन्ड

(ग्लि-अला)

Di-, tri-, .... पॉलीपेप्टाइड्स को पॉलीपेप्टाइड बनाने वाले अमीनो एसिड के नाम से पुकारा जाता है, जिसमें रेडिकल के रूप में सभी अमीनो एसिड में प्रवेश करने वाले अंत में समाप्त होते हैं - गाद, और अंतिम अमीनो एसिड नाम में बिना परिवर्तन के लगता है।

राल - एमिनोकैप्रोइक एसिड के पॉलीकोंडेशन या कैप्रोलैक्टम के पोलीमराइजेशन (लैक्टम ε - कैप्रोइक एसिड) द्वारा प्राप्त किया जाता है। नायलॉन:

एन सीएच 2 सीएच 2 [- एनएच - (सीएच 2) 5 - सीओ - एनएच - (सीएच 2) 5 - सीओ -] मी

कैप्रोलैक्टम पॉलीकैप्रोलैक्टम (कैप्रोन)

इस राल का उपयोग सिंथेटिक नायलॉन फाइबर के उत्पादन में किया जाता है।

सिंथेटिक फाइबर का एक अन्य उदाहरण है एनेंट

Enant एक Enanthic एसिड पॉलियामाइड है। Enant 7-एमिनोहेप्टानोइक एसिड के पॉलीकोंडेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो एक आंतरिक नमक के रूप में प्रतिक्रिया में होता है:

एन एन + एच 3 - (सीएच 2) 6 - सीओओ - [- एनएच - (सीएच 2) 6 - सीओ -] एन + एन एच 2 ओ

"कृत्रिम" फर, चमड़ा, प्लास्टिक आदि के उत्पादन में सिंथेटिक फाइबर के निर्माण के लिए Enant का उपयोग किया जाता है। Enanth फाइबर को बड़ी ताकत, हल्कापन और लोच की विशेषता है।

विषय पर ज्ञान के आत्म-नियंत्रण के लिए परीक्षण: "अमीनो एसिड"

1. व्यवस्थित नामकरण द्वारा यौगिक का नाम दें

सीएच 3 - सीएच - सीओओएच

ए) 2-एमिनोप्रोपेनोइक एसिड

बी) ए-एमिनोप्रोपियोनिक एसिड

सी) ए-अलैनिन

डी) 2-एमिनोप्रोपियोनिक एसिड

2. ऐतिहासिक नामकरण द्वारा यौगिक का नाम दें

सीएच 3 - सीएच - सीएच - सीओओएच

ए) ए - एमिनो - बी - मिथाइलब्यूट्रिक एसिड

बी) ए-मिथाइल-बी-एमिनोब्यूट्रिक एसिड

सी) 2-एमिनो-3-मिथाइलबुटानोइक एसिड

डी) 2-मिथाइल-3-एमिनोबुटानोइक एसिड

3. ऐलेनिन एच एनएच 2 श्रृंखला के अंतर्गत आता है

4. प्रतिक्रिया उत्पाद हैं

सीएच 2 - कूह पीसीएल 5बी

एनएच 2 एनएच 3सी

ए) ए: सीएच 2 - कूना; बी: सीएच 2 - सीओसीएल; सी: सीएच 2 - कॉनएच 2

बी) ए: सीएच 2 - कूना; बी: सीएच 2 - सीओसीएल 2; सी: सीएच 2 - कॉन 4

सी) ए: सीएच 2 - कूना; बी: सीएच 2 - सीओओएच; सी: सीएच - एनएच 2

डी) ए: सीएच 2 - कूना; बी: सीएच 2 - सीओओएच; सी: सीएच 2 - कॉनएच 2

एनएच 2 एन + एच 3 सीएल - एनएच 2

5. प्रतिक्रिया उत्पाद हैं

सीएच 2 - कूह सीएच 3 भाईबी

एनएच 2 सीएच 3 COClसी

एचएनओ 2डी

ए) ए: सीएच 2 - सीओओएच; बी: सीएच 2 - सीओओएच; सी: सीएच 2 - सीओओएच; डी: सीएच 2 - कूह

एन + एच 3 सीएल - एनएचसीएच 3 एनएच - सीओसीएच 3 ओएच

बी) ए: सीएच 2 - सीओओसीएल; बी: सीएच 2 - कूच 3; सी: सीएच 2 - सीओओएच; डी: सीएच 2 - कूह

NH 2 NH 2 NH-COCH 3; ओह

सी) ए: सीएच 2 - सीओसीएल 2; बी: सीएच 2 - सीओओएच; सी: सीएच 2 - सीओओएच; डी: सीएच 2 - कूह

NH 2 NH-CH 3 NH - COCH 3 NH-N = O

डी) ए: सीएच 2 - सीओसीएल 2; बी: सीएच 2 - COBr; सी: सीएच 2 - सीओओएच; डी: सीएच 2 - कूह

NH 2 NH 2 NH - COCH 3 OH

6.a-अमीनो अम्ल गर्म होने पर

ए) लैक्टम्स

बी) केटोपाइपरजाइन्स

सी) लैक्टोन

डी) लैक्टाइड्स

7.बी-एमिनो एसिड गर्म होने पर

ए) असंतृप्त एसिड

बी) केटोपाइपरजाइन्स

सी) लैक्टम्स

डी) लैक्टोन

8.g-एमिनो एसिड गर्म होने पर

ए) लैक्टम्स

बी) असंतृप्त एसिड

सी) लैक्टाइड्स

डी) लैक्टोन

9. अमीनो अम्लों के बहु संघनन के दौरान,

ए) पेप्टाइड्स

सी) पाइपरेज़िन

डी) पॉलीनेस

10. प्रोटीन अणुओं में पेप्टाइड आबंध है

11. पॉलीकंडेंसेशन पोलीमराइजेशन से अलग है:

ए) कम आणविक भार उप-उत्पादों का कोई गठन नहीं

बी) कम आणविक भार उप-उत्पादों का गठन

सी) ऑक्सीकरण

डी) अपघटन

12. a-अमीनो अम्लों के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया c है:

ए) निनहाइड्रिन

बी) ए-नेफ्थोल

13. स्ट्रेकर-ज़ेलिंस्की संश्लेषण में प्रतिक्रिया उत्पादों के नाम:

सीएच 3 एचसीएन एनएच 3 2 एचओएच (एचसीएल)

सीएच = ओ ए बी सी

ए) ब्यूटिरिक एसिड का ए-α-हाइड्रॉक्सीनाइट्राइल; बी- α-एमिनोनिट्राइल ब्यूटिरिक एसिड; सी-

डी, एल - अलैनिन;

बी) ए-α-हाइड्रॉक्सीनिट्राइल प्रोपियोनिक एसिड; बी- α-एमिनोप्रोपियोनिक एसिड का एमिनोनिट्राइल, सी-डी, एल-अलैनिन;

सी) वैलेरिक एसिड के ए-α-हाइड्रॉक्सीनाइट्राइल; वैलेरिक एसिड के बी-α-एमिनोनिट्राइल;

-डी, एल-थ्रेओनीन;

डी) ए-α-हाइड्रॉक्सीनाइट्राइल प्रोपियोनिक एसिड; बी- α-एमिनोनिट्राइल प्रोपियोनिक एसिड; सी-

डी, एल - अलैनिन।

14. परिवर्तनों की श्रृंखला में पदार्थों के नाम बताइए:

सीओओसी 2 एच 5 ओ = एन-ओएच [एच] (सीएच 3 सीओ) 2 ओ सी 2 एच 5 ओएनए

सीएच 2 - एच 2 ओए - एच 2 ओवी - सीएच 3 कूहसाथ - सी 2 एच 5 ओएचडी

मैलोनिक ईथर

सीएल-सीएच 2-सीएच (सीएच 3) 2 एच 2 ओ (एचसीएल) टी 0

–सोडियम क्लोराइडइ - सीएच 3 सीओओएच,एफ - सीओ 2जेड

–2सी 2 एच 5 ओएच

ए) ए-नाइट्रोसोमलोनिक ईथर; बी - हाइड्रॉक्सीमेलोनिक ईथर; सी-एन-एसिटाइलोक्सिमेलोनिक ईथर; डी-ना-एन-एसिटाइलोक्सिमेलोनिक ईथर; E-isobutyl-N-acetyloxymalonic ईथर; एल - isobutyloxymalonic ईथर; 3-आइसोल्यूसीन;

सी) ए-नाइट्रोसोमलोनिक ईथर; -मिनोमालोनोवी ईथर; सी-एन-एसिटिलिमिनोमेलोनिक ईथर; डी-ना-एन-एसिटिलिमिनोमेलोनिक ईथर; ई-आइसोबुटिल-एन-एसिटाइलिमिनोमेलोनिक ईथर; Zh - isobutylimino ईथर; 3-थ्रेओनाइन;

सी) ए-नाइट्रोसोमलोनिक ईथर; बी - एमिनोमेलोनिक ईथर; सी-एन-एसिटाइलामिनोमेलोनिक ईथर; डी-ना-एन-एसिटाइलामिनोमेलोनिक ईथर; ई-आइसोबुटिल-एन-एसिटाइलामिनोमेलोनिक ईथर; एल - isobutylaminomalonic ईथर; जेड-ल्यूसीन;

डी) ए-ऑक्सीमेलोनिक ईथर; -नाइट्रोसोमलोनिक ईथर; सी-एन-एसिटाइलनिट्रोसोमलोनिक ईथर; डी-ना-एन-एसिटाइलनाइट्रोसोमालोन ईथर; ई-आइसोबुटिल-एन-एसिटाइलनाइट्रोसोमालोन ईथर; एल - isobutylnitrosomalone ईथर; जेड-वेलिन।

कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट कार्बनिक पदार्थों का एक बड़ा समूह है जो प्रकृति में व्यापक हैं। ये ग्लूकोज, सुक्रोज, स्टार्च, सेल्युलोज आदि हैं।

हर साल, हमारे ग्रह पर पौधे कार्बोहाइड्रेट का एक विशाल द्रव्यमान बनाते हैं, जिसका अनुमान है कि कार्बन सामग्री 4 * 10 10 टन है। पौधों के शुष्क पदार्थ का लगभग 80% कार्बोहाइड्रेट और 20-30% - पशु जीव होते हैं।

"कार्बोहाइड्रेट" शब्द 1844 में के. श्मिट द्वारा प्रस्तावित किया गया था, क्योंकि इनमें से अधिकांश पदार्थ सूत्र के अनुरूप हैं एन (एच 2 ओ) एम... उदाहरण के लिए, एक ग्लूकोज अणु का सूत्र C 6 H 12 O 6 है और यह 6 कार्बन परमाणुओं और 6 पानी के अणुओं के बराबर है। बाद में, कार्बोहाइड्रेट पाए गए जो इस संरचना के अनुरूप नहीं थे, उदाहरण के लिए, डीऑक्सीहेक्सोज (सी 6 एच 10 ओ 5), लेकिन यह शब्द आज तक जीवित है।

कार्बोहाइड्रेट को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है - ये सरल कार्बोहाइड्रेट या मोनोसेकेराइड (मोनोस) हैं, ऐसे पदार्थ जो हाइड्रोलिसिस से नहीं गुजरते हैं, उदाहरण के लिए, ग्लूकोज, फ्रुक्टोज। पेंटोस और हेक्सोज प्रकृति में अधिक सामान्य हैं। दूसरा समूह जटिल कार्बोहाइड्रेट है, जो हाइड्रोलिसिस पर मोनोसेकेराइड देता है। जटिल कार्बोहाइड्रेट, बदले में, ओलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड में विभाजित होते हैं। ओलिगोसेकेराइड में दो से दस मोनोस अवशेष होते हैं। अनुवाद में "ओलिगोस" का अर्थ "कुछ" है। सबसे सरल ओलिगोसेकेराइड डिसैकराइड (बायोस) हैं, जिसमें मोनोसेस के दो अवशेष होते हैं। उदाहरण के लिए, सुक्रोज सी 6 एच 12 ओ 6 में दो मोनोस के अवशेष होते हैं: ग्लूकोज और फ्रुक्टोज। तीन मोनोसेस के अवशेषों से युक्त ओलिगोसेकेराइड्स को ट्रायोज़ कहा जाता है, चार में से - टेट्राओज़, और इसी तरह। पॉलीसेकेराइड (पॉलीसेस) उनके पॉलीकोंडेशन के परिणामस्वरूप मोनोसेस से बनते हैं, यानी पॉलीओज़ हेटरोचैन पॉलिमर या बायोपॉलिमर होते हैं, जिनमें से मोनोमर्स मोनोज़ होते हैं। हेटेरोचैन पॉलिमर में उनकी श्रृंखला में न केवल कार्बन परमाणु होते हैं, बल्कि ऑक्सीजन परमाणु भी होते हैं, उदाहरण के लिए:

एनसी 6 एच 12 ओ 6 (सी 6 एच 10 ओ 5) एन + (एन -1) एच 2 ओ या (-सी 6 एच 10 ओ 4 - ओ -) एन

कार्बोहाइड्रेट

पॉलिमर।

पॉलिमर(ग्रीक - - बहुत; μέρος - भाग) - ये जटिल पदार्थ हैं, जिनके अणु कई दोहराए जाने वाले प्राथमिक लिंक से बने होते हैं - मोनोमर.

पॉलिमरबड़े आणविक भार (सैकड़ों, हजारों और लाखों के क्रम में) के साथ उच्च आणविक भार यौगिक हैं।

निम्नलिखित दो प्रक्रियाएं उच्च आणविक भार यौगिकों के निर्माण की ओर ले जाती हैं:

1. पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रिया,

2. बहुसंघनन की अभिक्रिया।

बहुलकीकरण प्रतिक्रिया

बहुलकीकरण प्रतिक्रिया- वह प्रक्रिया जिसके परिणामस्वरूप कम आणविक भार यौगिकों के अणु ( मोनोमर) एक दूसरे के साथ मिलकर एक नया पदार्थ बनाते हैं ( पॉलीमर), जिसका आणविक भार मोनोमर की तुलना में कई गुना अधिक पूर्णांक है।

बहुलकीकरण, मुख्य रूप से कई बांड (डबल या ट्रिपल) वाले यौगिकों की विशेषता। पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया के दौरान कई बांड सरल (एकल) बांड में परिवर्तित हो जाते हैं। इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप जारी वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का उपयोग मोनोमर्स के बीच सहसंयोजक बंधन स्थापित करने के लिए किया जाता है।

पोलीमराइज़ेशन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण एथिलीन से पॉलीइथाइलीन का निर्माण है:

या सामान्य तौर पर:

इस प्रतिक्रिया की एक विशेषता विशेषता यह है कि परिणामस्वरूप केवल बहुलक पदार्थ बनता है और कोई उप-पदार्थ नहीं निकलता है, जबकि... यह बहुलक और प्रारंभिक मोनोमर्स के भार की बहुलता की व्याख्या करता है।

बहु संघनन अभिक्रिया

बहु संघनन अभिक्रिया- कम आणविक भार यौगिकों (मोनोमर्स) से बहुलक बनने की प्रक्रिया।

लेकिन इस मामले में, मोनोमर्स में दो या दो से अधिक कार्यात्मक समूह होते हैं, जो प्रतिक्रिया के दौरान अपने परमाणुओं को खो देते हैं, जिससे अन्य पदार्थ (पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन हलाइड्स, आदि) बनते हैं।

इस प्रकार, बहुलक की प्राथमिक इकाई की संरचना प्रारंभिक मोनोमर की संरचना से भिन्न होती है, और पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया के दौरान हम न केवल बहुलक प्राप्त करते हैं, बल्कि अन्य पदार्थ भी प्राप्त करते हैं।

एक बहु संघनन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण - गठन नायलॉनसे अमीनोकैप्रोइक एसिड:

इस प्रतिक्रिया के दौरान, अमीनो समूह ( -एनएच 2) एक हाइड्रोजन परमाणु खो देता है, और कार्बोक्सिल समूह ( -उन) अपना हाइड्रॉक्सिल समूह खो देता है ( -वह) मोनोमर्स से अलग हुए आयन पानी के अणु का निर्माण करते हैं।

प्राकृतिक बहुलक

प्राकृतिक उच्च आणविक भार यौगिकों (पॉलिमर) के उदाहरण हैं पॉलीसेकेराइड स्टार्चतथा सेल्यूलोजप्राथमिक इकाइयों से निर्मित जो मोनोसैकराइड के अवशेष हैं ( शर्करा).

चमड़ा, ऊन, कपास, रेशम सभी प्राकृतिक बहुलक हैं।

स्टार्चप्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप पौधों की पत्तियों में बनता है, और कंद, जड़ों, अनाज में जमा हो जाता है।

स्टार्च- सफेद (सूक्ष्मदर्शी के नीचे दानेदार) पाउडर, ठंडे पानी में अघुलनशील, गर्म पानी में - सूज जाता है, एक कोलाइडल घोल (स्टार्च पेस्ट) बनाता है।

स्टार्चएमाइलोज (10-20%) और एमाइलोपेक्टिन (80-90%) से निर्मित दो पॉलीसेकेराइड का मिश्रण है।

ग्लाइकोजन

ग्लाइकोजन - मोनोमर माल्टोस पर आधारित एक बहुलक।

पशु जीवों में, ग्लाइकोजन पौधे स्टार्च का एक संरचनात्मक और कार्यात्मक एनालॉग है।

ग्लाइकोजनपशु कोशिकाओं में ग्लूकोज भंडारण का मुख्य रूप है।

ग्लाइकोजनएक ऊर्जा भंडार बनाता है जिसे ग्लूकोज की अचानक कमी को पूरा करने के लिए आवश्यक होने पर जल्दी से जुटाया जा सकता है।

संरचना में, ग्लाइकोजन एमाइलोपेक्टिन के समान है, लेकिन इससे भी अधिक श्रृंखला शाखाएं हैं।

(या फाइबर) सबसे आम पौधा पॉलीसेकेराइड है। इसमें महान यांत्रिक शक्ति है और पौधों के लिए सहायक सामग्री के रूप में कार्य करती है।

सबसे साफ प्राकृतिक सेल्युलोज- कॉटन फाइबर - इसमें 85-90% सेल्युलोज होता है। शंकुधारी लकड़ी में लगभग 50% सेल्यूलोज होता है।

प्रोटीन- पॉलिमर, जिनकी प्राथमिक इकाइयाँ अमीनो एसिड अवशेष हैं।

दसियों, सैकड़ों और हजारों अमीनो एसिड अणु, विशाल प्रोटीन अणु बनाते हैं, एक दूसरे के साथ मिलकर कार्बोक्सिल और अमीनो समूहों के कारण पानी छोड़ते हैं। ऐसे अणु की संरचना को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

प्रोटीन- प्राकृतिक उच्च आणविक नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिक। वे सभी जीवन प्रक्रियाओं में प्राथमिक भूमिका निभाते हैं, वे जीवन के वाहक हैं। प्रोटीन जीवों के सभी ऊतकों में, रक्त में, हड्डियों में पाए जाते हैं।

प्रोटीनजीवों के सभी ऊतकों में, रक्त में, हड्डियों में पाए जाते हैं। एंजाइम (एंजाइम), कई हार्मोन जटिल प्रोटीन होते हैं।

प्रोटीन, साथ ही कार्बोहाइड्रेट और वसा, भोजन का सबसे महत्वपूर्ण आवश्यक हिस्सा हैं।

प्राकृतिक रबड़

प्राकृतिक (प्राकृतिक) रबर- मोनोमर आधारित बहुलक आइसोप्रेन.

प्राकृतिक रबररबड़ के पौधों के दूधिया रस में पाया जाता है, मुख्य रूप से उष्णकटिबंधीय (उदाहरण के लिए, ब्राजीलियाई हेविया पेड़)।

एक और प्राकृतिक उत्पाद - गटापारचा- एक आइसोप्रीन बहुलक भी है, लेकिन एक अलग आणविक विन्यास के साथ।

कच्चा रबर चिपचिपा होता है, और तापमान में मामूली कमी के साथ भंगुर हो जाता है।

रबर से बने उत्पादों को आवश्यक मजबूती और लोच देने के लिए, रबर को किसके अधीन किया जाता है वल्केनाइजेशन- इसमें सल्फर डालकर गर्म किया जाता है। वल्केनाइज्ड रबर को कहा जाता है रबर.

सिंथेटिक पॉलिमर

सिंथेटिक पॉलिमरविभिन्न प्रकार की सामग्रियां हैं, जो आमतौर पर सस्ते और आसानी से उपलब्ध कच्चे माल से प्राप्त की जाती हैं। इनके आधार पर प्लास्टिक (प्लास्टिक), कृत्रिम तथा कृत्रिम रेशे आदि प्राप्त होते हैं।

प्लास्टिक- जटिल रचनाएँ जिसमें विभिन्न भराव और योजक पेश किए जाते हैं, जो पॉलिमर को तकनीकी गुणों का आवश्यक परिसर देते हैं।

पॉलिमर और प्लास्टिकउनके आधार पर, वे कई प्राकृतिक सामग्रियों (धातु, लकड़ी, चमड़ा, चिपकने वाले, आदि) के लिए मूल्यवान विकल्प हैं।

संश्लेषित रेशमप्राकृतिक को सफलतापूर्वक बदलें - रेशम, ऊनी, कपास।

इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि कई गुणों में, सिंथेटिक पॉलिमर पर आधारित सामग्री अक्सर प्राकृतिक पॉलिमर से बेहतर होती है। आप निर्दिष्ट तकनीकी गुणों के एक सेट के साथ प्लास्टिक, फाइबर और अन्य यौगिक प्राप्त कर सकते हैं। यह आधुनिक तकनीक की कई समस्याओं को हल करना संभव बनाता है जिन्हें केवल प्राकृतिक सामग्री का उपयोग करके हल नहीं किया जा सकता है।

पॉलिमराइजेशन रेजिन

पॉलिमराइजेशन रेजिन में मुख्य रूप से एथिलीन हाइड्रोकार्बन या उनके डेरिवेटिव के पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त पॉलिमर शामिल हैं।

पोलीमराइज़ेशन रेजिन के उदाहरण: पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, पॉलीस्टाइनिन, पॉलीविनाइल क्लोराइड, आदि।

पॉलीथीन।

polyethylene- एथिलीन के पोलीमराइजेशन के दौरान बनने वाला बहुलक।

या संक्षिप्त:

polyethylene- 10,000 से 400,000 के आणविक भार के साथ एक संतृप्त हाइड्रोकार्बन। यह रंगहीन, पतली परतों में पारभासी और मोटी परतों में सफेद होता है। polyethylene- 110-125 डिग्री सेल्सियस के पिघलने बिंदु के साथ मोम, लेकिन ठोस सामग्री। इसमें उच्च रासायनिक प्रतिरोध और पानी प्रतिरोध, कम गैस पारगम्यता है।

इसका उपयोग विद्युत इन्सुलेट सामग्री के साथ-साथ पैकेजिंग सामग्री, व्यंजन, होसेस आदि के रूप में उपयोग की जाने वाली फिल्मों के निर्माण के लिए भी किया जाता है।

पॉलीथीन के गुण इसके उत्पादन की विधि पर निर्भर करते हैं। उच्च दबाव पॉलीथीनकी तुलना में कम घनत्व और कम आणविक भार (10000-45000) है कम दबाव वाली पॉलीथीन(आणविक भार 70,000-400,000), जो तकनीकी गुणों को प्रभावित करता है।

भोजन के संपर्क के लिए, केवल उच्च दबाव पॉलीथीन की अनुमति है, क्योंकि कम दबाव पॉलीथीन में उत्प्रेरक अवशेष हो सकते हैं - भारी धातुओं के यौगिक जो मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हैं।

पॉलीप्रोपाइलीन।

polypropylene- प्रोपलीन के बहुलक, इसके बाद असंतृप्त एथिलीन हाइड्रोकार्बन के एथिलीन होमोलॉग।

दिखने में, यह एक रबड़ जैसा द्रव्यमान है, कमोबेश कठोर और लोचदार है।

यह अपने उच्च गलनांक में पॉलीथीन से भिन्न होता है।

polypropyleneसुरक्षात्मक फिल्मों, पाइप, होसेस, गियर, उपकरण भागों, उच्च शक्ति और रासायनिक प्रतिरोधी फाइबर के निर्माण के लिए विद्युत इन्सुलेशन के लिए उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध का उपयोग रस्सियों, मछली पकड़ने के जाल आदि के उत्पादन में किया जाता है।

से फिल्में polypropyleneपॉलीथीन की तुलना में बहुत अधिक पारदर्शी और मजबूत। पॉलीप्रोपाइलीन पैकेजिंग में खाद्य उत्पादों को गर्मी उपचार (उबलते और गर्म करना, आदि) के अधीन किया जा सकता है।

polystyrene

polystyreneस्टाइरीन के पोलीमराइजेशन के दौरान बनता है:

इसे एक पारदर्शी कांच के द्रव्यमान के रूप में प्राप्त किया जा सकता है।

यह औद्योगिक वस्तुओं (बटन, कंघी, आदि) के निर्माण के लिए जैविक कांच के रूप में प्रयोग किया जाता है।

कृत्रिम रबर

हमारे देश में प्राकृतिक रबर की अनुपस्थिति ने इस सबसे महत्वपूर्ण सामग्री को प्राप्त करने के लिए एक कृत्रिम विधि के विकास को आवश्यक बना दिया है। सोवियत रसायनज्ञों ने पाया और दुनिया में पहली बार (1928-1930) औद्योगिक पैमाने पर सिंथेटिक रबर के उत्पादन की एक विधि लागू की।

सिंथेटिक रबर के उत्पादन के लिए कच्चा माल एक असंतृप्त हाइड्रोकार्बन है butadieneया डिवाइनिल, जो आइसोप्रीन की तरह पोलीमराइज़ करता है।

मूल ब्यूटाडीन एथिल अल्कोहल या ब्यूटेन, संबद्ध पेट्रोलियम गैस से प्राप्त किया जाता है।

संक्षेपण रेजिन

प्रति संघनन रेजिनपॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त पॉलिमर शामिल करें। उदाहरण के लिए:

• फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन,
• पॉलिएस्टर रेजिन,
• पॉलियामाइड रेजिन, आदि।

फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन

ये उच्च आणविक भार यौगिक फिनोल की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं ( सी 6 एच 5 ओएच) फॉर्मलाडेहाइड के साथ ( सीएच 2 = ओ) उत्प्रेरक के रूप में अम्ल या क्षार की उपस्थिति में।

फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिनएक उल्लेखनीय संपत्ति है: गर्म होने पर, वे पहले नरम हो जाते हैं, और आगे गर्म होने पर वे कठोर हो जाते हैं।

इन रेजिन से बनते हैं कीमती प्लास्टिक - फीनोलोप्लास्ट... रेजिन को विभिन्न भरावों (लकड़ी का आटा, कटा हुआ कागज, अभ्रक, ग्रेफाइट, आदि) के साथ मिलाया जाता है, प्लास्टिसाइज़र, रंजक के साथ, और विभिन्न उत्पादों को गर्म दबाने से परिणामी द्रव्यमान से बनाया जाता है।

पॉलिएस्टर रेजिन

इस तरह के रेजिन का एक उदाहरण एक द्विक्षारकीय सुगंधित का पॉलीकोंडेशन उत्पाद है टेरेफ्थेलिक एसिडडाइहाइड्रिक अल्कोहल के साथ इथाइलीन ग्लाइकॉल.

परिणाम है पॉलीथीन टेरिफ्थेलैट- अणुओं में एक बहुलक जिसके एस्टर समूहन को कई बार दोहराया जाता है।

हमारे देश में, इस राल का उत्पादन इस नाम से किया जाता है लवसाना(विदेश में - टेरीलीन, डैक्रॉन)।

इससे एक फाइबर बनाया जाता है, जो ऊन जैसा दिखता है, लेकिन बहुत अधिक टिकाऊ होता है, जो क्रीज़-प्रतिरोधी कपड़े देता है।

लवसानीउच्च तापीय, नमी और नमी प्रतिरोध के पास, क्षार, एसिड और ऑक्सीडेंट की कार्रवाई के लिए प्रतिरोधी।

पॉलियामाइड रेजिन

इस प्रकार के पॉलिमर प्रोटीन के सिंथेटिक एनालॉग हैं। उनकी जंजीरों में प्रोटीन के समान होते हैं, दोहराए जाने वाले एमाइड -सीओ - एनएच-समूह। प्रोटीन अणुओं की श्रृंखला में, उन्हें एक से एक कड़ी द्वारा अलग किया जाता है साथ-परमाणु, सिंथेटिक पॉलियामाइड में - चार या अधिक की एक श्रृंखला साथ-परमाणु।

सिंथेटिक रेजिन से प्राप्त रेशे - नायलॉन, Enantतथा ऐनिडा- कुछ गुणों के लिए वे प्राकृतिक रेशम से काफी अधिक हैं।

वे सुंदर, टिकाऊ कपड़े और बुना हुआ कपड़ा तैयार करते हैं। तकनीक में, वे नायलॉन या ऐनीडा से बनी रस्सियों का उपयोग करते हैं, रस्सियाँ जो उच्च शक्ति द्वारा प्रतिष्ठित होती हैं। इन पॉलिमर का उपयोग ऑटोमोबाइल टायरों के लिए, जाल के निर्माण और विभिन्न तकनीकी उत्पादों के लिए आधार के रूप में भी किया जाता है।

नायलॉनएक पॉलीकंडेनसेट है अमीनोकैप्रोइक एसिडछह कार्बन परमाणुओं की एक श्रृंखला युक्त:

Enant- एक एमिनोएनेथिक एसिड पॉलीकोंडसेट जिसमें सात कार्बन परमाणुओं की एक श्रृंखला होती है।

ऐनाइड्स (नायलॉनतथा पेर्लोन) द्विक्षारीय एडिपिक अम्ल के बहु संघनन द्वारा प्राप्त किया जाता है हूस- (सीएच 2) 4-कूहऔर hexamethylenediamine एनएच 2 - (सीएच 2) 6 - एनएच 2.

5.3. पॉलीकंडेंसेशन

पॉलीकोंडेंसेशन मैक्रोमोलेक्यूल्स के गठन की प्रतिक्रिया है जब मोनोमर्स को एक दूसरे के साथ जोड़ा जाता है, साथ ही सरल पदार्थों - पानी, शराब, अमोनिया, हाइड्रोजन क्लोराइड, आदि के उन्मूलन के साथ। पॉलीकंडेंसेशन के दौरान, कई गतिशील रूप से असंबंधित द्वि-आणविक प्रतिक्रियाएं होती हैं। पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया की विशेषताएं:

• 1) बहुलक इकाई की प्रारंभिक संरचना प्रारंभिक मोनोमर की संरचना से भिन्न होती है;
• 2) एक बहुलक अणु में मोनोमर इकाइयाँ एक सहसंयोजक या अर्धध्रुवीय बंधन से जुड़ी होती हैं;
• 3) प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, विभिन्न लंबाई की बहुलक श्रृंखलाएं बनती हैं, अर्थात। उत्पाद पॉलीडिस्पर्स है;
• 4) पॉलीकंडेंसेशन एक चरणबद्ध प्रक्रिया है।

तालिका 5.4। बहु संघनन के दौरान बनने वाले यौगिकों के प्रकार, कार्यात्मक समूहों की प्रकृति पर निर्भर करते हैं

पहला कार्यात्मक समूह	दूसरा कार्यात्मक समूह (बी)	शुरुआती सामग्री	बनने वाले यौगिक का प्रकार
-एच	एच-	हाइड्रोकार्बन	पॉलीहाइड्रोकार्बन
-एच	l-	हलोजन व्युत्पन्न	भी
-NS	उर-	डायहैलोजेनेटेड व्युत्पन्न	"
-वह	लेकिन-	पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल	सादा पॉलिएस्टर
-ओह	हूक-	हाइड्रोक्सी एसिड	जटिल पॉलिएस्टर
-ओह	रूक-	हाइड्रोक्सी एसिड एस्टर	भी
-एनएच 2	एनओओएस-	एमिनो एसिड	पॉलियामाइड
-एनएच 2	रूक-	अमीनो एसिड एस्टर	भी
-एनएच 2	lОC-	अमीनो एसिड क्लोराइड	"

सजातीय और असमान दोनों अणु बहुसंघनन प्रक्रिया में भाग ले सकते हैं। सामान्य शब्दों में, इन प्रतिक्रियाओं को निम्नलिखित योजनाओं द्वारा दर्शाया गया है:

• एन एसए-ए-बी → ए- (ए) एन एस-बी + ( एन एस- 1) अब;
• एन एसए-ए-ए + एक्सबी-बी-बी → ए- (ए-बी) -बी + 2 ( एन एस- 1) अब,

जहां ए और बी कार्यात्मक समूह हैं।

पॉलीकोंडेशन के दौरान बनने वाले उत्पाद के गुण मोनोमर की कार्यक्षमता से निर्धारित होते हैं, अर्थात। प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूहों की संख्या। पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया का उपयोग कार्बो-चेन और हेटेरो-चेन पॉलिमर दोनों के विभिन्न वर्गों को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है।

द्वि-कार्यात्मक यौगिकों के बहुसंघनन के दौरान रैखिक बहुलक बनते हैं (सारणी 5.4)। यदि मोनोमर की कार्यक्षमता दो से अधिक है, तो शाखित और त्रि-आयामी बहुलक बनते हैं। इस मामले में मैक्रोमोलेक्यूल में कार्यात्मक समूहों की संख्या प्रतिक्रिया की गहराई के साथ बढ़ जाती है। फाइबर बनाने वाले पॉलिमर के संश्लेषण के लिए, द्वि-कार्यात्मक यौगिक सबसे बड़ी रुचि रखते हैं।

कार्यात्मक समूहों की प्रकृति और परिणामी बहुलक की संरचना के आधार पर, पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के विभिन्न वर्गों का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है: पॉलिएस्टरिफिकेशन, पॉलीएनहाइड्रिडाइजेशन, पॉलीमाइडेशन इत्यादि। टेबल 5.5 पॉलीकंडेंसेशन के दौरान बनने वाले विभिन्न प्रकार के यौगिकों के उदाहरण दिखाता है।

मोनोमर के कार्यात्मक समूहों की बातचीत से चक्रीय संरचना के बहुलक या कम आणविक भार वाले उत्पादों का निर्माण हो सकता है। उदाहरण के लिए, -aminobutyric

तालिका 5.5. बहु संघनन के दौरान बनने वाले कार्यात्मक समूह और यौगिकों के प्रकार

तालिका 5.5. (निरंतरता)

तालिका 5.5. (अंत)

एसिड एक स्थिर पांच-सदस्यीय चक्र - लैक्टम के गठन के कारण पॉलीकोंडेशन में असमर्थ है:

हालांकि, निर्जलीकरण के परिणामस्वरूप ζ-एमिनोएन्थिक एसिड एक रैखिक बहुलक बनाता है:

कार्यात्मक समूहों के बीच की दूरी में वृद्धि से मैक्रोमोलेक्यूल्स के बनने की संभावना बढ़ जाती है। प्रतिक्रिया की मुख्य दिशा के रूप में चक्रीकरण केवल उन मामलों में होता है जब कम-तनाव वाले पांच- और छह-सदस्यीय छल्ले बनने चाहिए।

प्रश्न।ग्लाइसिन (एमिनोएसेटिक एसिड) सामान्य परिस्थितियों में संक्षेपण में असमर्थ है। इस घटना के संभावित कारण की व्याख्या करें।

उत्तर... जब दो ग्लाइसीन अणु परस्पर क्रिया करते हैं, तो योजना के अनुसार एक बिना तनाव वाला छह-सदस्यीय डाइकेटाइपाइपरजाइन चक्र प्राप्त होता है।

इस मामले में, सामान्य संश्लेषण स्थितियों के तहत, कोई बहुलक नहीं बनता है।

प्रारंभिक सामग्रियों की संरचना और प्रतिक्रिया करने की विधि के आधार पर, पॉलीकोंडेशन प्रक्रियाओं के दो प्रकार संभव हैं: संतुलन और गैर-संतुलन पॉलीकोंडेशन।

संतुलन पॉलीकंडेंसेशन एक बहुलक संश्लेषण प्रक्रिया है जो कम दर स्थिरांक और एक प्रतिवर्ती परिवर्तन की विशेषता है। पॉलीकंडेंसेशन एक बहु-चरण प्रक्रिया है, जिसका प्रत्येक चरण कार्यात्मक समूहों की बातचीत की प्राथमिक प्रतिक्रिया है। यह आम तौर पर एक अभिधारणा के रूप में स्वीकार किया जाता है कि टर्मिनल कार्यात्मक समूहों की प्रतिक्रियाशीलता बहुलक श्रृंखला की वृद्धि के साथ नहीं बदलती है। संतुलन पॉलीकंडेंसेशन की प्रक्रिया विनिमय, संश्लेषण और विनाश प्रतिक्रियाओं की एक जटिल प्रणाली है, जिसे पॉलीकंडेंसेशन संतुलन कहा जाता है। सामान्य तौर पर, पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रियाओं को कार्यात्मक समूहों की प्रतिक्रियाओं के रूप में दर्शाया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

~ सीओओएच + एचओ ~ ~ सीओओ ~ + एच 2 ओ।

तदनुसार, संतुलन स्थिरांक निम्नानुसार व्यक्त किया जाता है:

क एनपी =

.

अर्थ प्रति एन एस p बहु संघनन के सभी चरणों में स्थिर है, अर्थात। पोलीमराइजेशन की डिग्री पर निर्भर नहीं करता है। तो, 280 ° C . पर पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट के संश्लेषण के लिए प्रति एन एसपी = 4.9, और पॉलीहेक्सामेथिलीन एडिपामाइड 260 डिग्री सेल्सियस पर प्रति एन एसपी = 305।

पॉलीकोंडेंसेशन पॉलिमर के आणविक भार और पॉलीडिस्पर्सिटी को प्रभावित करने वाले कारक।विभिन्न अंतरालों पर प्रतिक्रिया मिश्रण से लिए गए नमूनों में कार्यात्मक समूहों की संख्या का निर्धारण करके पॉलीकोंडेशन प्रक्रिया की कुल दर का अनुमान लगाया जा सकता है। परिणाम प्रतिक्रिया के पूरा होने की डिग्री द्वारा व्यक्त किया जाता है एन एसमी, जिसे नमूने के समय तक प्रतिक्रिया करने वाले कार्यात्मक समूहों के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

अगर एन 0 एक प्रकार के कार्यात्मक समूहों की प्रारंभिक संख्या है, a एन टू- नमूने के समय तक प्रतिक्रिया नहीं करने वाले समूहों की संख्या टी, फिर

कार्य। 8-एमिनोकैप्रोइक एसिड के पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रियाओं के पूरा होने की डिग्री की गणना करें यदि कार्बोक्सिल समूहों की प्रारंभिक सामग्री थी एन 0 = 8.5 · 10 -3 इक्विव / जी, और फाइनल - एन टू= 2.4 · 10 -4 इक्विव / जी।

समाधान... प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

सूत्र (5.56) से, हम पाते हैं कि एक्सएम = 0.971।

अधिकतम आणविक भार वाले पॉलिमर प्राप्त करने के लिए, मोनोमर्स को कड़ाई से समकक्ष मात्रा में लिया जाता है। एक प्रारंभिक सामग्री का प्रत्येक कार्यात्मक समूह पॉलीकोंडेशन के दौरान दूसरे प्रारंभिक सामग्री के कार्यात्मक समूह के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है।

हालांकि, पॉलियामाइड या पॉलीएस्टर के संश्लेषण के लिए प्रतिक्रिया आमतौर पर एच + द्वारा उत्प्रेरित होती है। दूसरे समूह HOOC- की कीमत पर प्रतिक्रियाशील कार्बोक्सिल समूह के प्रोटॉन की प्रक्रिया को अंजाम दिया जा सकता है। इसलिए, डायमाइन और डायएसिड या डायोल और डायएसिड के बीच प्रतिक्रिया दर को क्रमशः वर्णित किया जा सकता है:

• -डीसी/डीटी = कश्मीर;
• -डीसी/डीटी = कश्मीर[कूह] [कूह] [वह]।

प्रतिक्रियाशील कार्यात्मक समूहों की समानता के अधीन और इस बात को ध्यान में रखते हुए कि = [ओएच] = [एनओओसी] = साथ, अपने पास

कहां साथ- कार्यात्मक समूहों की एकाग्रता; कश्मीरप्रतिक्रिया दर स्थिर है।

एकीकरण के बाद टी= 0 और साथ = साथ 0 हमारे पास है

कार्य।सेबेसिक एसिड की पॉलीकोंडेंसेशन प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक की गणना करें ( एम 0 = 202) और 2,5-टोल्यूलेनेडियम ( एम 0 = 122), यदि 260 डिग्री सेल्सियस पर 40 मिनट की प्रतिक्रिया के बाद कार्बोक्सिल समूहों की एकाग्रता थी एन टू= 1.7 · 10 -4 इक्विव / जी।

समाधान... प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

एनहूस (सीएच 2) 6 सीओओएच + एनएच 2 एनसी 6 एच 3 (सीएच 3) एनएच 2 एचओ एनएच + 2 ( एन- 1) एच 2 ओ।

हम प्रारंभिक मिश्रण में कार्बोक्सिल समूहों की प्रारंभिक सांद्रता की गणना करते हैं, इस बात को ध्यान में रखते हुए कि प्रतिक्रिया में 2 मोल मोनोमर्स शामिल हैं:

साथ 0 = 2 / (202 + 122) = 0.61 · 10 -3 इक्विव / जी।

सूत्र (5.58) का उपयोग करके, हम प्रतिक्रिया दर स्थिरांक निर्धारित करते हैं:

जबकि पानी निकालते समय सिस्टम का एक महत्वपूर्ण आयतन नहीं होता है [अर्थात। हम मान सकते हैं कि सी टू = सी 0 (1 - एन एसएम)], हमारे पास है

कार्य।एडिपिक एसिड और एथिलीन ग्लाइकॉल की पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक निर्धारित करें कश्मीरऔर पता करें कि क्या यह अभिकारक पदार्थों के अणुओं के आकार में वृद्धि के साथ बदलता है, यदि पदार्थों को बराबर में लिया जाता है

चावल। 5.7. व्यसन (1 - एक्सएम) -2 पॉलीकोंडेशन की अवधि टी

मात्रा और प्रतिक्रिया के पूरा होने की डिग्री के निम्नलिखित मूल्य निश्चित अंतराल पर प्राप्त किए गए थे:

टी, मिनट	20	40	60	120	180
एन एसएम	0,90	0,95	0,96	0,98	0,99

समाधान।समीकरण (5.59) के अनुसार, यदि कश्मीरप्रतिक्रिया करने वाले अणुओं के आकार में परिवर्तन के साथ नहीं बदलता है, फिर निर्भरता 1 / (1 - एक्सएम) 2 = एफ(टी) रैखिक होना चाहिए। हम पहले 1 / (1 -) के मूल्यों की गणना करके निर्भरता का एक ग्राफ (चित्र 5.7) बनाते हैं। एन एसएम) 2:

100; 400; 625; 2500; 1000.

रैखिक निर्भरता (चित्र 5.7 देखें) केवल प्रतिक्रिया के पूरा होने की छोटी डिग्री पर देखी जाती है। प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

समीकरण (5.59) का उपयोग करके, हम गणना करते हैं कश्मीरके लिये टी= 40 मिनट:

= 5.4 · 10 4.

पॉलीकंडेंसेशन प्रक्रिया की कुल दर को समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है

कहां कश्मीर- पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया की दर स्थिर; एक्समी मोनोमर के कार्यात्मक समूहों का अनुपात है जिन्होंने के दौरान प्रतिक्रिया की है टी; ए- के दौरान गठित कम आणविक भार उत्पाद की मात्रा टी; प्रति एन एस p बहुसंघनन संतुलन का स्थिरांक है।

पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया को बहुलक के गठन की दिशा में निर्देशित करने के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण में कम आणविक भार उत्पाद की मात्रा कम होनी चाहिए

कार्य।पॉलीकोंडेशन संतुलन "पॉलीकोंडेशन - हाइड्रोलिसिस" के स्थिरांक का निर्धारण करें, यदि 30 मिनट के लिए बेंज़िडाइन और सॉर्क एसिड के पॉलीकोंडेशन के दौरान, प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले कार्बोक्सिल समूहों का अनुपात 0.84 था; सिस्टम में पानी की मात्रा 0.1 · 10 -3 mol / g है; कश्मीर = 400; वी= 1.3 · 10 -2 मोल / (जी · मिनट)।

समाधान... प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

एनएच 2 एन (सी 6 एच 4) 2 एनएच 2 + एनहूक (सीएच 2) 6 कूह एच एनओह + एनएच 2 ओ.

क एनपी =

= 3.3 · 10 -3।

पॉलीकंडेंसेशन उत्पाद के पोलीमराइजेशन की औसत डिग्री कम आणविक-भार प्रतिक्रिया उत्पाद की सामग्री पर निर्भर करती है, जो पॉलीकोंडेशन संतुलन के समीकरण के अनुसार बदलती है, इसी तरह (6.49)। परंतु

कहां एन ए- पॉलीकंडेंसेशन के दौरान जारी कम आणविक भार उत्पाद का मोल अंश।

कार्य। 20,000 के आणविक भार के साथ एक बहुलक प्राप्त करने की प्रक्रिया में डायथिलीन ग्लाइकॉल टेरेफ्थेलेट की पॉलीकोंडेशन प्रतिक्रिया में% (wt।) में एथिलीन ग्लाइकॉल डीजी की अधिकतम अनुमेय अवशिष्ट मात्रा निर्धारित करें, यदि प्रति एन एसपी = 4.9।

समाधान... प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

आर पी = 20000/192 = 104.

सूत्र (5.61) से, हम पाते हैं एन ए:

एन ए = प्रति एनपी / आर 2 = 4.9/104 2 = 4.5 · 10 -4 मोल/मोल,

एन एस= 4.5 · 10 -4 · 62 · 100/192 = 0.008% (wt.)।

कार्य। 4-एमिनो-2-क्लोरोएथिलबेंजीन के पॉलीकोंडेशन द्वारा प्राप्त बहुलक की संख्या औसत और भारित औसत आणविक भार की गणना करें, यदि प्रतिक्रिया के पूरा होने की डिग्री 99.35% थी। प्रतिक्रिया उत्पाद की बहुआयामीता का अनुमान लगाएं।

समाधान... यह दिखाना आसान है कि

कहां एक्सएम - प्रतिक्रिया के पूरा होने की डिग्री; एम 0 मोनोमर इकाई का आणविक भार है।

प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

समीकरण के अनुसार (1.70)

यू = एम वू/एम नहीं - 1 = 1,0.

अगर एन 0 एक प्रकार के कार्यात्मक समूहों की प्रारंभिक संख्या है, फिर पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया के पूरा होने की डिग्री निम्नानुसार व्यक्त की जा सकती है:

समाधान।पॉलीकंडेंसेशन प्रतिक्रिया की योजना इस प्रकार है:

हम ढूंढे एन एससमीकरण के अनुसार मी (5.64):

एन एसमी = 0.0054 436 30 / (2 + 0.0054 436 30) = 0.971।

रैखिक द्वि-कार्यात्मक यौगिकों के पॉलीकोंडेंसेशन उत्पादों की भिन्नात्मक संरचना की गणना करने के लिए, पहले सन्निकटन में, हम फ्लोरी समीकरण का उपयोग कर सकते हैं

कहां डब्ल्यू पी- बहुलक अंश का द्रव्यमान अंश बहुलकीकरण की डिग्री के साथ पी न.

अंजीर में। 5.8 प्रतिक्रिया के पूरा होने के विभिन्न डिग्री पर पॉलीकोंडेंसेशन उत्पादों की पॉलीडिस्पर्सिटी की विशेषता वाले अंतर एमएमडी वक्र दिखाता है एन एसमी। जाहिर है, जैसे-जैसे शुरुआती पॉलिमर के रूपांतरण की डिग्री बढ़ती है, पॉलीडिस्पर्सिटी की डिग्री बढ़ती जाती है।

हालांकि, पॉलीकंडेंसेशन संतुलन की स्थापना को बढ़ावा देने वाली प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, कई मामलों में, आणविक द्रव्यमान वितरण, यहां तक ​​​​कि रूपांतरण के उच्च डिग्री पर भी, अपेक्षाकृत छोटे मूल्यों की विशेषता होती है। यू(यू

चित्र 5.8। विभेदक एमएमडी वक्रों की गणना फ्लोरी समीकरण (5.60) द्वारा पॉलीकोंडेंसेशन प्रतिक्रिया (वक्रों पर संख्या) के पूरा होने की विभिन्न डिग्री के लिए की जाती है।

समाधान... इस बहुलक के संश्लेषण के लिए प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है:

समीकरण (5.65) का उपयोग करके, हम गणना करते हैं डब्ल्यू पी:

• ए) डब्ल्यू पी= 40 0.9 40 - 1 (1 - 0.9) 2 = 0.065;
• बी) डब्ल्यू पी= 40 0.99 40 - 1 (1 - 0.99) 2 = 0.0034।

इस प्रकार, जैसे-जैसे प्रतिक्रिया गहरी होती है, 9000 के आणविक भार वाले अंशों की सामग्री घट जाती है।

प्रतिक्रिया मिश्रण में एक प्रकार के कार्यात्मक समूहों की सामग्री में वृद्धि के साथ, बहुलक का आणविक भार कम हो जाता है (चित्र 5.9)।

प्रतिक्रिया माध्यम में किसी एक प्रकार के कार्यात्मक समूहों की अधिकता के प्रभाव का मूल्यांकन गैर-समतुल्यता के कोर्शक नियम का उपयोग करके किया जा सकता है। इस नियम के अनुसार,

कहां एन'एक द्वि-कार्यात्मक यौगिक के मोलों की संख्या है; टी'एक मोनोफंक्शनल कंपाउंड के मोल की संख्या है।

पॉलीकोंडेशन प्रक्रियाओं को एक पिघल में किया जा सकता है (यदि मोनोमर्स और बहुलक बहुलक के पिघलने बिंदु पर पर्याप्त रूप से स्थिर हैं), समाधान में, ठोस चरण में, साथ ही साथ दो चरणों के इंटरफेस (अमिश्रणीय तरल पदार्थ, तरल - ठोस, आदि)। नीचे या ऊपर के तापमान पर कम आणविक भार प्रतिक्रिया उत्पादों को हटाने के लिए उच्च वैक्यूम स्थितियों के तहत टी pl आप अतिरिक्त पॉलीकोंडेशन (क्रमशः, ठोस या तरल चरण में) की प्रतिक्रिया कर सकते हैं।