Модификация полимеров низкомолекулярными веществами (на примере производных целлюлозы)
Целлюлоза — один из немногих природных полимеров, который нашел широчайшее применение в промышленности. Но область применения целлюлозы была бы весьма ограниченной, если бы не многочисленные ее производные, получаемые химической модификацией. В составе макромолекул целлюлозы содержатся реакционноспособные гидроксильные группы:
Вот только некоторые направления химической модификации целлюлозы низкомолекулярными веществами:
Дадим краткое описание получающихся по этим схемам продуктов:
Тринитроцеллюлоза (пироксилин) — бездымный порох; характеризуется чрезвычайно высокой скоростью горения (за 1с сгорает 9км нити диаметром 1мм!), сопровождающегося выделением огромного количества энергии: 3,15 МДж/кг. Если нитрование прошло не по всем ОН-группам, то такой материал называется коллоксилин. Он — основа целлулоида, включающего кроме нитроцеллюлозы еще 20-40 % пластификатора и до 1 % красителя. Раньше из целлулоида изготавливали широкий ассортимент бытовых изделий, в том числе и игрушки. Возрастающий уровень гуманизма в современном обществе привел к переходу промышленности игрушек на куда менее горючие полиолефины и стирольные пластики.
Ацетат целлюлозы (техническое название: ацетилцеллюлоза) — менее горючее про изводное, чем нитрат. Перерабатывается в ацетатные волокна и идет на производство трикотажных изделий: дешевых, практичных, эффектных, но крайне не комфортных. Производство ацетатных волокон — одно из старейших в технологии пластмасс; ему уже 100 лет.
Ксантогенат целлюлозы — основа для производства вискозы. Омылением ксантогената получают так называемую гидратцеллюлозу (практически исходную целлюлозу, отличающуюся в основном молекулярно-массовой характеристикой), использующуюся в виде целлофана, например, для оболочки колбасных изделий. Вискоза — раствор ксантогената целлюлозы в водной щелочи; ее продавливают через фильеры и получают тончайшие нити.
Все эти производные целлюлозы — пример искусственных волокон, получаемых из природного сырья. Однако они стремительно вытесняются синтетическими материалами.
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы — продукт взаимодействия с моно-хлоруксусной кислотой (или ее натриевой солью). Очень распопространненное вы сокомолекулярное поверхностно-активное вещество. Входит в состав моющих средств, используется в качестве загустителя в пищевой, косметической и медицин ской промышленности, является основой обойных клеев.
Метилцеллюлоза — полимер, растворимый даже в холодной воде, но не растворяющийся в горячей. Этот эфир целлюлозы самый устойчивый к термоокисли тельной деструкции. Используется для клеев и как поверхно-активное вещество.
Оксиэтилцеллюлоза — продукт присоединения окиси этилена по гидроксильным группам целлюлозы. Также является распространенным поверхностно-активным веществом (используется, например, как эмульгатор при эмульсионной полимеризации винилацетата), загустителем для водных систем.
Модификация олигомеров олигомерами
Рассмотрим на примере химической модификации эпоксидных олигомеров феноло-формальдегидными смолами (ФФС). Предпосылкой создания таких модификантов явилась возможность сочетания ценных свойств эпоксидов с термостабильностью, технологичностью и доступностью ФФС. В пределах этого метода использование новолаков имеет ряд преимуществ перед резолами:
благодаря относительно низкой реакционной способности процесс взаимодействия новолаков с эпоксидными смолами легко регулировать;
образующиеся в результате модификации эпоксидно-новолачные блок-сополимеры (ЭНБС) обладают длительной жизнеспособностью;
ЭНБС характеризуются стабильными технологическими и эксплуатационными свойствами.
Схему образования ЭНБС можно представить следующим образом:
В результате образуется разветвленный блок-сополимер, в котором фрагменты ФФС сочетаются с фрагментами эпоксидной смолы:
|
Скачать 2.6 Mb.