Sanoatda polimerlarni olish usullari mavzusidan topshiriqqa javoblar

Sanoatda polimerlarni olish usullari mavzusidan topshiriqqa javoblar


1. Polimerlarni sanoatda olish usullari va ularning afzallik xamda kamchilik tomonlarini tavsiflang.

Polimerlarni sanoatda olishning assosiy amaliy usullariga : Massada (blokda); Eritmada; Emulsiyada; Qattiq fazada boradigan usullari kiradi.

Massada(blokda) polimerlash sanoatda polimer olishning eng keng tarqalgan usullaridan hisoblanadi. Bu usuldan sanoatda etilen, stirol, metilmetakrilat va boshqa monomerlarning polimer va sopolimerlarini olishda foydalaniladi.
Bu usulning assosiy avzalligi komponentlarning minimal soni bilan - faqat monomer va initsiator ishtirokida yoki initsiator o‘rniga yuqori energiyali nurlardan foydalanib amalga oshirilishi mumkinligi hisoblanadi. Yana bir afzalligi shundaki, texnologik jarayonlarda oqava suvlarning yo‘qligi, polimerizatsion muhitdan polimerni ajratib olish bosqichining yo‘qligidir.
Hamma usullar singari bu usulni ham kamchilgi bor. Massada polimerlash jarayonining asosiy kamchiligi jarayon tezligini va hosil bo‘layotgan polimerlarning molekulyar-massaviy xarakteristikalarini boshqarishni murakkablashtiradigan reaksiya issiqligini tortib olishning qiyinligidir
Eritmada yoki lokli polimerlash reaksiya issiqligini samarali tortib olishni ta'minlaydi va jarayonni oson boshqarish imkonini beradi. Shunga qaramay eritmada polimerlash jarayoni blokda polimerlashga nisbatan sanoatda kamroq o‘z o‘rnini topgan.
Mazkur usulning asosiy kamchiligi shundaki, qanday inert erituvchi tanlab olingan bo‘lmasin, doimo erituvchiga zanjir uzatish ehtimolligi mavjud bo‘ladi va bu ancha yuqorimolekulyar mahsulotlar olishni qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, hosil bo‘lgan polimerni erituvchidan uni bug‘latib yoki reaksion aralashmaga cho‘ktiruvchi qo‘shish bilan polimerni cho‘ktirib ajratish zarur bo‘ladi; keyin esa polimerni bu komponentlarning qoldiqlaridan butunlay tozalashdek murakkab ishni bajarish talab etiladi
Bu usulning avzalligi monomer ham initsiatorlar ham inert erituvchida eritiladi bu esa bizga jarayonni eritma qovushqoqligining o’zgarishini kuzatish imkonini beradi. Bu issiqlik o’tkazuvchanligi yaxshi taminlanganligidan dalolat beradi.
Emulsion polimerlashda monomer suspenzion polimerlashdagidek, suvli fazada alohida sharchalar shaklida dispergatsiyalanmay, birjinsli emulsiya shaklida bo‘ladi. Emulsiya emulgatorlar yoki sirt-faol moddalar, himoya kolloidlari va ba'zi bufer eritmalar bilan stabillanadi. . Initsiator esa monomerda eriydigan bo’lishi kerak. Bunda har bitta kolloid zarracha mustaqil bo’lgani uchun hosil bo’ladigan polimer ham donador bo’ladi. Oradagi suv faza issiqlikni tashuvchi bo’lib bu reaksiyaning ekzotermikligining muammo bo’lmasligini ta’minlaydi. Bundan tashqari, suv ishlatilishi xarajatlarning kam bo’lishiga olib keladi. Olingan polimerni reaksion aralashmadan ajratib olish maxsus usullar talab etmaydi, shunchaki polimerni filtrlab olamiz, SFM larni suvda yuvish orqali yo’qotamiz. Donador polimer o’z ko’rinishida ishlatiladi yoki yuqori bosimda qayta quyishimiz mumkin.
Usulning afzalligi issiqlikning yaxshi tarqalishidir. Yana bir afzalligi jarayon uzluksiz rejimda bajarish qobiliyati ya’ni bu hosil bo'lgan mahsulotning bir xilligini ta'minlashi, turli xil tabiatga ega monomerlari, sopolimerizatsiya va lateks aralashmalaridan foydalangan holda ko'plab lateks va sopolimerlarni olish imkoniyati, to'liq avtomatlashtirish, jarayonning xavfsizligi kabi jihatlar kiradi
Kamchiligi esa bu stabilizatorlar ya’ni SFM lar bilan polimerning ifloslanish ehtimoli. Emulsion polimerlashda esa monomer bir jinsli emulsiya shaklida bo’ladi. Jarayon ko’rinishi polimerlanish borayotgan monomerlar va ularni o’rab turuvchi SFM, alohida mikroblok reaktorlar kabi bo’ladi. Kamchiliklaridan yana biri esa polimerlarning mikro tuzilishini tartibga solishning iloji yo'qligi, ayniqsa, past qutbli monomerlarni polimerlashda: bunday polimerlarda 80-90% trans zvenolari mavjud, ko'p komponentli tizim, tizim komponentlari tomonidan polimer va atrof-muhitning ifloslanishi.
Emulsion polimerlash sanoatda eng ko’p tarqalgan usullardan biri hisoblanadi..
Qattiq fazada polimerlashda kristalli yoki shisha holatda monomerlarning polimerlanishi. Bundan tashqari, monomer molekulalari fazada qat'iy ravishda joylashadi va ularning harakatchanligi juda cheklangan bo'lib, bu jarayonning kinetikasi va hosil bo'lgan makromolekulalarning tuzilishini belgilaydi. Polimerlanishni boshlash uchun energiyaga ega elektron yoki nurlatish ishlatiladi.

2. Birorta aniq polimerni istalgan biror usul yordamida olinishini tushuntiring.

Akrilonitrilni eritmada polimerlash
Eritmada polimerlashda monomer ham initsiator ham inert erituvchida eritiladi. Demak biz polimerlanish jarayonini eritma qovushqoqligining o’zgarishi kuzatish bilan olib boramiz. Akrilonitrilni 60°C-100°C oralig’ida polimerlanadi. AN 100°C da polimerlanganda jarayon juda tez boradi. Inert erituvchi sifatida benzol yoki toluol ishlatiladi. AN ni eritmada polimerlashda initsiator sifatida benzoil peroksid ishlatiladi. Agar reaksiyaga olingan initsiator miqdori 1% dan ortsa polimerlanish portlash bilan borishi ham mumkin. Jarayon zanjirli mexanizmda boradi.

(C₆H₅COO)₂ → 2C₆H₅COO˙

C₆H₅COO˙ → C₆H₅˙
C₆H₅˙ + CH₂=CH-C≡N → C₆H₅CH₂CH˙CN
C₆H₅CH₂CH˙CN + nCH₂=CH-C≡N → C₆H₅-[-CH₂CH(CN)-]_n- CH₂CH˙CN