Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Синтез носителей с формированием их микроструктуры в процессе полимеризации
Полимерные носители c трехмерной сетчатой структурой могут быть получены как в поликонденсационных, так и в полимеризационных процессах. Первый синтетический ионит был получен поликонденсацией фенола с формальдегидом с последующим сульфированием измельченной массы поликонденсата. Однако в последующие годы основным способом получения полимерных носителей стала сополимеризация виниловых и дивиниловых мономеров, проводимая в суспензионном варианте. В таком процессе смесь жидких сомономеров вместе с инициатором полимеризации эмульгируется при перемешивании в жидкости, не смешивающейся с мономерами. Малополярные мономеры эмульгируются в полярных средах (эмульсии типа “масло в воде”), полярные же мономеры эмульгируются в малополярных жидкостях (эмульсии типа “вода в масле”). В ходе сополимеризации образовавшиеся капельки эмульсии превращаются в твердые сферические частицы (бисер, бусинки), размер которых зависит от различных факторов (скорость перемешивания, наличие эмульгатора, вязкость дисперсионной среды и т.д.). По завершении процесса зерна сополимера фильтруются, промываются, высушиваются и фракционируются. Типичным примером суспензионной сополимеризации с образованием эмульсии типа “масло в воде” является синтез сополимеров стирола с дивинилбензолом в водных средах. Примером процесса, протекающего с образованием эмульсии типа “вода в масле”, служит сополимеризация акриловой или метакриловой кислот с диакрилатами, проводимая в малополярных средах, например, минеральных маслах. Для повышения гидрофильности диакрилатов и предотвращения их миграции в дисперсионную среду в качестве сшивающих агентов в последнее время используют не малополярные алкилендиакрилаты, а акрилаты гидрофильных олигоэтиленгликолей.
Следует отметить, что природа сшивающего агента (химическая структура, длина и жесткость цепи) сильно влияет на микроструктуру образующейся полимерной сетки. Изменение способа и условий проведения суспензионной сополимеризации позволяет регулировать микроструктуру зерен трехмерного сополимера от практически гомогенного геля до систем с явно выраженной гетерогенностью. Так, при сополимеризации стирола с дивинилбензолом, проводимой в отсутствие растворителя, формируются зерна сополимера, набухающие в малополярных растворителях (толуол, бензол) с образованием геля. Степень набухания сополимеров зависит от содержания сшивающего агента в смеси мономеров. Обычно содержание дивинилбензола составляет от 2 до 10%. Сополимеры с содержанием дивинилбензола меньше 2% очень сильно набухают и имеют очень низкую механическую прочность. Сополимеры с высоким содержанием дивинилбензола представляют собой твердые, не набухающие в растворителях частицы.
Однородность образующейся сетки сильно зависит от соотношения активностей двойных связей сшивающего агента и моновинилового мономера. Так, в случае стирола и дивинилбензола активность первой двойной связи дивинилбензола из-за резонансного взаимодействия значительно выше активности двойной связи стирола. Активность второй двойной связи дивинилбензола, уже включенного в полимерную цепь, сопоставима с активностью двойной связи стирола. Поэтому на первых стадиях сополимеризации сополимер оказывается обогащенным дивинилбензолом с так называемыми подвешенными двойными связями. Большая их часть вступает в сополимеризацию на заключительных стадиях процесса, но, как правило, в сополимерах присутствует некая остаточная ненасыщенность. Различие в активностях двойных связей моно- и дивиниловых мономеров часто приводит к нарушению однородности сетки (большому распределению значений М с). При проведении суспензионной сополимеризации в присутствии хорошего растворителя сополимер получается сразу в виде зерен набухшего геля. При высушивании или промывании осадителем таких зерен наблюдается значительное уменьшение их объема, которое является обратимым — при добавлении хорошего растворителя они снова набухают. Плотность (насыпная масса г/мл) оказывается близкой к показателям чистого сополимера. Для получения сополимеров с выраженной микрогетерогенностью (так называемые макропористые) сополимеризацию проводят в растворяющей мономеры смеси хорошего растворителя для полимера и осадителя. В случае сополимера стирол — дивинилбензол такой смесью является смесь толуола с гексаном. По достижении некоторой степени конверсии происходит микрофазовое разделение реакционной смеси внутри зерен. Образующаяся при этом структура представляет собой сильно сшитые, практически твердые участки сополимера, пронизанные порами, в которых сополимер почти отсутствует. Зерна сополимеров, полученных в таком процессе, при высушивании не претерпевают существенного изменения объема, имеют малаую насыпную массу и очень низкие степени набухания. Активные функциональные группы в них расположены не во всем объеме зерна, а только на поверхностях раздела микрофаз. Поэтому их емкость по большому числу сортируемых веществ (кроме самых мелких ионов и молекул, проникающих внутрь сильно сшитых областей), оказывается значительно ниже емкости носителей гелиевого типа.
Варьированием параметров суспензионной сополимеризации — соотношения и природы растворителя и осадителя, химической структуры сшивающего агента, природы инициатора и эмульгатора — удается очень тонко регулировать микроструктуру получающихся сорбентов и носителей. Интересный прием используется для получения полимерных матриц типа поп-корн. В этом случае смесь стирола с дивинилбензолом и инициатором полимеризуется в массе (блоке). При нагревании смеси до температуры диссоциации инициатора начинается процесс сополимеризации, протекающий с саморазогревом смеси. По достижении определенной температуры возникают области, в которых реакционная смесь вспенивается и затвердевает. Постепенно весь объем превращается в твердую вспененную массу, пронизанную мельчайшими порами и действительно напоминающую по виду воздушную кукурузу. Эту массу измельчают и фракционируют. Полученный таким образом полимерный носитель отличается высокой жесткостью, механической прочностью, не набухает ни в каких растворителях и имеет высокую удельную поверхность. Эти качества делают его очень удобным, особенно для проведения реакций органического синтеза, например, синтеза пептидов.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-20; просмотров: 327; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.216.121.55 (0.005 с.) |