Реакция полимеризации и поликонденсации

Полимеризация – реакция соединения молекул мономера т, не сопровождающаяся выделением побочных продуктов. Поэтому элементарный состав мономеров и получаемого полимера одинаков. Полимеризация может осуществляться путем раскрытия двойных и тройных связей ненасыщенных соединений, а также за счет размыкания различных гетероциклов. В зависимости от характера активных центров, инициирующих цепной процесс различают радикальную и ионную полимеризацию. Процесс идет по цепному механизму.

Поликонденсация – реакция образования высокомолекулярных соединений, протекающая по механизму замещения и сопровождающаяся обычно, выделением низкомолекулярных продуктов, вследствие чего элементарный состав полимера отличается от элементарного состава исходных продуктов.

В реакцию поликонденсации могут вступать мономерсодержащие двух или более функциональные группы. При взаимодействии этих групп происходит разложение молекулы низкомолекулярного соединения, с образованием новой группы, которая связывает остатки реагирующих молекул.

Поликонденсация - ступенчатая реакция, рост цепи происходит в результате взаимодействия молекул мономера друг с другом, а также промежуточными продуктами: олигомерными или полимерными молекулами или при взаимодействии олигомерных и полимерных молекул между собой. В результате образуются соединения с функциональностью исходного вещества.

Фазовые, агрегатные и физические свойства полимеров, их характеристика

Из-за большой длины макромолекул и большого суммарного межмолекулярного взаимодействия перевести полимер в газообразное состояние невозможно. При приложении большого количества тепловой энергии полимер деструктурируется. Для полимера известно два фазовых состояния: кристаллическое и аморфное. В аморфном состоянии макромолекулы расположены беспорядочно, в кристаллическом - существует определенная надмолекулярная структура.

Для полимеров введено понятие о трех фазовых состояниях:

Твердые аморфные полимеры называются стеклообразными (СОС), Жидкое агрегатное состояние называется вязкотекучим (ВТС). Между СОС и ВТС находится высокоэластическое состояние (ВЭС), для которого характерны обратимые деформации.

Полимеры, находящиеся в различных состояниях, обладают различными свойствами. Под действием внешних факторов при изменении температуры полимеры переходят из одного состояния в другое.

Задания СРС

Вариант 1

1. Определение "Строительные вяжущие вещества". Виды строительных вя­жущих веществ. Основные стадии производства и их характеристика.

2. Гипсовые вяжущие вещества: алебастр, высокопрочный гипс. Различие их свойств и причины различий. Химические реакции производства и тверде­ния данных вяжущих веществ, условия протекания.

3. Портландцемент (ПЦ) - компоненты его. Минералы клинкера, их химиче­ский состав.

4. Минералы клинкера ПЦ, которые при затворении водой

а) одновременно гидратируются и частично гидролизуются

б) только гидратируются. Уравнения соответствующих реакций

5. Механизм процессов схватывания и твердения воздушной извести по теории А.А. Байкова.

6. Особенности строения макромолекулы: элементарное звено, сегмент, глобу­ла. Влияние строения макромолекулы на свойства полимеров.

7. Составьте уравнение реакции поликонденсации мочевины с формальдегидом.

 

Вариант 2

1. Химический состав следующих минералов и горных пород: каолинит, кальцит, кварцевый песок, двуводный гипс, магнезит, доломит, ан­гидрит, глина, мергель.

2. Химические реакции процессов твердения а) строительного гипса; б) высо­кообжигового гипса.

3. Основные фазы клинкера портландцемента, их минералогический состав.

4. Сущность и химические реакции процесса магнезиальной коррозии цемент­ного камня.

5. Основные положения теории гидратационного твердения минеральных вя­жущих веществ Ле Шателье (на примере магнезиального вяжущего вещест­ва).

6. Жиры.

7. Составьте уравнение реакции полимеризации бутадиена СН₂ = СН – СН = СН₂

и поясните стадии ее протекания.

 

Вариант З

1. Формы выпуска воздушной извести промышленностью. Понятия "известко­вое тесто", "известковое молоко", "известковая вода".

2. Высокообжиговый гипс: химические реакции производства и условия их протекания. Химизм процессов твердения.

3. Состав минералов клинкера портландцемента (ПЦ) в оксидной и солевой формах. Названия и характеристика солей клинкера ПЦ.

4. Роль природного гипса, добавляемого в клинкер ПЦ при помоле, в процес­сах твердения цементного теста. Минерал эттрингит, стадия твердения це­ментного теста, при которой происходит образование его. Уравнение реак­ции.

5. Структуры, характерные для цементного теста в стадии насыщения (1-ая стадия по А.А.Байкову). Характеристика структур и свойства теста, обу­словленные ими. Тиксотропность цементного теста.

6. Углеводы.

7. Составьте уравнение реакции поликонденсации аминокапроновой кислоты.

Вариант 4

1. Классификация минеральных вяжущих веществ по составу и свойствам.

2. Кристаллические фазы клинкера портландцемента (ПЦ): минералогический состав. Химические формулы минералов в оксидной и солевой формах, ха­рактеристика гидравлических свойств минералов.

3. Структурообразование в цементном тесте в стадии схватывания, характери­стика структур.

4. Сущность процессов сульфатной коррозии цементного камня.

5. Механизм процесса твердения строительного гипса по теории Байкова.

6. Карбоновые кислоты.

7. Составьте уравнение реакции полимеризации акриловой кислоты СН₂ = СН - СООН и поясните стадии ее протекания.

 

Вариант 5

1. Механизм стадии коллоидации процесса твердения минерального вяжущего вещества, виды образующихся при этом структур и их свойства.

2. Гипсовые вяжущие вещества: ангидритовый цемент, высокообжиговый гипс. Химические реакции производства и твердения гипсовых вяжущих веществ, условия их протекания.

3. Фаза клинкера портландцемента - "промежуточное вещество". Химический состав данной фазы - формулы компонентов фазы в оксидной и солевой формах. Химическая активность минералов промежуточного вещества.

4. Сульфатно-магнезиальная коррозия цементного камня.

5. Основные положения гидратационной теории твердения А.А.Байкова на примере магнезиального вяжущего вещества.

6. Альдегиды. Кетоны.

7. Составьте уравнение реакции поликонденсации анилина с формальдегидом.

Вариант 6

1. Названия кхимический состав сырьевых материалов для производства а) воздушной извести, б) портландцемента. Способы подготовки сырьевой смеси портландцемента.

2. Каустический магнезит: химические реакции производства и условия их протекания. Химизм процессов твердения.

3. Химические реакции процессов твердения портландцемента. Химический состав цементного камня.

4. Процессы структурообразования, происходящие в цементном тесте с момен­та затворения водой до образования цементного камня.

5. физическая коррозия цементного камня: сущность и факторы, влияющие на процесс.

6. Спирты (одноатомные, многоатомные).

7. Составьте уравнение реакции полимеризации метакриловой кислоты СН₂ = С(CH₃) - СООН

и поясните стадии ее протекания.

 

Вариант7

1. Условия получения качественного продукта в производстве воздушной из­вести (подготовка сырья, режим обжига). Примеси "недожога", "пережога".

2. Процессы структурообразования при твердении теста вяжущего вещества на примере каустического магнезита.

3. Химизм процессов твердения трехкальциевого алюмината и 4-х кальциевого алюмоферрита. Свойства продуктов твердения.

4. Вещество называемое "цементная бацилла". Роль его в процессе твердения цементного теста и в процессах коррозии цементного камня.

5. Основные стадии процесса твердения минерального вяжущего вещества по теории Байкова на примере высокообжигового гипса.

6. Углеводороды (предельные, непре­дельные, ароматические).

7. Составьте уравнение реакции поликонденсации фенолята натрия с уксусным альдегидом.

 

Вариант 8

1. Характеристика основных стадий производства минеральных вяжущих ве­ществ.

2. Воздушная известь: сырье, химические реакции производства и формы вы­пуска промышленностью воздушной извести.

3. Химический состав силикатов клинкера портландцемента (ПЦ): (формулы компонетов в оксидной и солевой формах). Химическая активность минера­лов, уравнения реакций твердения. Характеристика продуктов твердения силикатов ПЦ-та.

4. Сущность стадии коллоидации в процессе твердения минерального вяжуще­го вещества (по Михаэлису). Структуры, определяющие свойства теста в стадии коллоидации.

5. Магнезиальная коррозия цементного камня: сущность процесса, химиче­ские реакции процесса.

6. Релаксационный характер процессов в полимерах.

7. Составьте уравнение реакции полимеризации изопрена СН₂ = СН – С(СН₃) = СН₂
и поясните стадии ее протекания.

Вариант 9

1. Классификация процессов коррозии цементного камня.

2. Химические реакции процесса твердения воздушной извести.

3. Типы структур твердения по П.А. Ребиндеру и их характеристика.

4. Представление состава портландцемента в виде солей неорганических ки­слот и гидроксида кальция. Характеристика свойств этих соединений.

5. Химические реакции процесса магнезиальной коррозии цементного камня.

6. Три физических состояния полимеров и их характеристика: стеклообразное, высокоэластичное, вязкотекучее.

7. Составьте уравнение реакции поликонденсации аминоуксусной кислоты.

 

Вариант 10

1. Названия и химический состав сырьевых материалов для производства а) воздушной извести, б) портландцемента. Способы подготовки сырьевой смеси портландцемента.

2. Структуры, характерные для цементного теста в стадии насыщения (1-ая стадия по А.А.Байкову). Характеристика структур и свойства теста, обу­словленные ими. Тиксотропность цементного теста.

3. Гипсовые вяжущие вешества: алебастр, высокообжиговый гипс. Различие их свойств и причины различий. Химические реакции производства и тверде­ния данных вяжущих веществ, условия протекания.

4. Минералы клинкера ПЦ, которые при затворении водой: а) одновременно гидратирутотся и частично гидролизуются; б) только гидратирутотся. Напишите уравнения соответствующих реакций.

5. Магнезиально-сульфатная коррозия цементного камня.

6. Линейные, разветвленные, сетчатые полимеры, особенности их физических свойств.

7. Составьте уравнение реакции полимеризации тетрафторэтилена СF₂ = СF₂ и поясните стадии ее протекания.

Вариант 11

1. Определение "Строительные вяжущие вещества". Виды строительных вя­жущих веществ. Основные стадии производства и их характеристика.

2. Процессы структурообразования при твердении теста вяжущего вещества на примере каустического магнезита.

3. Формы выпуска воздушной извести промышленностью. Понятия "известко­вое тесто", "известковое молоко", "известковая вода".

4. Состав минералов клинкера портландцемента (ПЦ) в оксидной и солевой формах. Названия и характеристика солей клинкера ПЦ.

5. Физическая коррозия цементного камня: сущность и факторы, влияющие на процесс.

6. Особенности строения макромолекулы: элементарное звено, сегмент, глобу­ла. Влияние строения макромолекулы на свойства полимеров.

7. Составьте уравнение реакции поликонденсации фенола с уксусным альдегидом.

 

Вариант 12

1. Классификация минеральных вяжущих веществ по составу и свойствам.

2. Кристаллизационная теория твердения вяжущих веществ Ле Шателье.

3. Магнезиальное вяжущее вещество: сырье, процессы производства. Химизм процесса твердения магензиального вяжущего вещества.

4. Основные стадии (периоды) гидратации минералов клинкера портландце­мента.

5. Виды коррозии бетона, сущность процессов.

6. Что такое высокомолекулярные вещества. Природные, искусственные и син­тетические высокомолекулярные вещества. Приведите примеры.

7. Составьте уравнение реакции полимеризации акрилонитрила СН₂ = СН - СN и поясните стадии ее протекания.