Kardo polimeri - Cardo polymer

Kardo polimerining umumiy tuzilishi

Kardo polimerlari polimerlarning pastki guruhidir, bu erda polimer zanjirining umurtqa pog'onasidagi uglerodlar halqa tuzilmalariga ham qo'shiladi. Ushbu magistral uglerodlar to'rtinchi darajali markazlardir. Shunday qilib, tsiklik yon guruh polimer zanjiri tekisligiga perpendikulyar yotadi va tsikl tuzilishini hosil qiladi. Ushbu halqalar polimerlarga steril ravishda to'sqinlik qiladigan va ularni mahkam qadoqlashga to'sqinlik qiladigan katta tuzilmalardir. Ular, shuningdek, qattiq orqa miya hosil qilib, polimer zanjirining aylanish doirasini cheklaydi. O'zlarining noyob tuzilmalari natijasida ushbu polimerlar juda yuqori issiqlik barqarorligi va eruvchanligiga ega.[1] Yaqindagina gazni ajratish va tashish uchun ishlatiladigan membranalarga kardo polimerlarini qo'llashda yutuqlar mavjud.[2][3][4]

Xususiyatlari

Kardo polimerlari yuqori termal barqarorlikka (ya'ni yuqori stakan o'tish harorati) va yuqori eruvchanlikka ega. Katta segmentlarga ega bo'lgan qattiq polimerlar shishaning o'tish haroratini oshirdi.[1] Karto polimerlarning to'rtinchi karbonli va katta halqali tuzilishi juda qattiq tuzilishga olib keladi, chunki polimer aloqalarining aylanish harakatida sezilarli cheklovlar mavjud.[3] Erituvchanlik odatda qat'iylikning pasayishi bilan ortadi. Odatda bu muammoli, chunki eruvchanlikni oshirish va issiqlik barqarorligini oshirish ko'pincha bir-biriga zid keladi.[1] Shu bilan birga, kardo guruhining qo'shilishi eruvchanlikni oshiradi, chunki katta struktura sterik to'siqni keltirib chiqaradi, polimer zanjirining mahkam joylashishiga yo'l qo'ymaydi.[3] Ushbu bo'shashgan mahsulot polimerning erituvchi bilan o'zaro ta'siri uchun ko'proq sirt maydonini taklif qiladi va eruvchanlikni oshiradi. Ko'proq qutbli kardo guruhlari bo'lgan polimerlar kamroq qutbli guruhlarga ega bo'lganlarga qaraganda ko'proq eriydi.[1] Polimer umurtqa pog'onasidagi qutbli komponentlar bilan erituvchi o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar nafaqat sodir bo'ladi, balki kardo guruhining qutbli komponentlari bilan erituvchi o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar ham sodir bo'ladi. Net o'zaro ta'sirlar kardo polimerlariga yuqori eruvchanligini beradi.[5]

Sintez

Bisfenol tuzilishi orqa miya tarkibiga kiritilgan kardo aromatik polyesterning takroriy birligining kimyoviy tuzilishi.

Kardo polimerlarning sintezi ko'pgina polimerlar sintezi bilan bir xil usullardan foydalanadi. Biroq, katta va ko'pincha qutbsiz kardom monomerlari o'ziga xos sintetik taktikani talab qiladigan ba'zi bir qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.[1]

Aromatik poliesterlar

Kardo aromatik poliesterlari kardo polimer turini hosil qiladi, unda polimer zanjirining orqa qismiga ester guruhi qo'shiladi va ester guruhlari aromatik halqa bilan ajralib turadi. Bisfenol monomerlarga qo'shiladigan kardo aromatik poliesterlarning keng tarqalgan shakli.[1] Ushbu polimerlarni polikondensatlash orqali sintez qilish mumkin. Monomerlarning bfenol tarkibiy qismidan chiqadigan gidroksil guruhlari kislota xloridlari bilan reaksiyaga kirishib, yon mahsulot sifatida xlorid kislota hosil qiladi. Ushbu sintez odatda interfeyslararo polikondensatlash orqali amalga oshiriladi.[6] Shu bilan birga, past harorat va yuqori haroratli eritma polikondensatlash shartlari ham qo'llaniladi. Yuqori molekulyar og'irlikdagi kardo aromatik poliesterlarga past haroratli, aktseptor katalitik polikondensatlash usullari orqali ham erishish mumkin.[1]

Cardo aromatik poliamidlarni qurish uchun ishlatiladigan ba'zi monomerlarning tuzilishi

Aromatik poliamidlar

Kardo aromatik poliamidlarida aromatik halqalar bilan ajratilgan orqa miya tarkibiga kiritilgan amidlar mavjud. Aromatik diaminlar past darajadagi asosga ega, bu esa sintez uchun qo'shimcha qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Ta'kidlash joizki, ular eritilgan polikondensat orqali sintez qilinishi mumkin emas. Diaminlar suvda eriydigan darajada qutbli emas, shuning uchun interfeyslararo polikondensatlash usullari qiyinlashadi; 4 ', 4 "-difenil ftalid dikarboksilik xlorid va alifatik diaminlardan erishildi, bu eritmalarning ikki fazasi bo'lib, ular o'zaro bog'lanishida polikondensatlashishi mumkin.[1] Odatda, bu polimerlar past haroratli eritma polikondensatlanishidan kislota xloridlari bilan reaktsiya orqali sintezlanadi va yon mahsulot sifatida xlorid kislotasini hosil qiladi. Ushbu reaktsiyalar asosiy sharoitlarda aprotik erituvchilarda, ko'pincha eruvchanlikni oshirish uchun noorganik tuz, masalan, kaltsiy xlorid ishtirokida amalga oshiriladi.[7]

Polimidlar

Kardo polimid uchun ikki bosqichli sintez sxemasi

Polimidlar - imid guruhidan tashkil topgan polimerlar, imid zanjirning orqa qismida joylashgan bo'lib, monomerlarga qo'shiladi. Ular bir bosqichli marshrut yoki ikki bosqichli marshrut orqali sintez qilinishi mumkin. Ikki bosqichli marshrut avval diamin monomerini kislota xlorid yoki karboksilik kislota bilan reaksiyaga kirishib, poligamatik kislota hosil qilishdan iborat. Keyin poligamik kislotani qizdirish tsiklodehidratsiyaga olib keladi, imid hosil qiladi. Shu bilan bir qatorda, sintez bir bosqichda amalga oshirilishi mumkin, unda zanjir o'sishi va halqaning yopilishi bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Ushbu reaktsiya kresol, nitrobenzol, benzonitril va sulfolan kabi organik erituvchilarda yuqori haroratlarda sodir bo'ladi.[1] Diamid eritiladi, so'ngra harorat ko'tarilguncha eritmaga dihidridlar qo'shiladi.[8] Reaksiya Selsiy bo'yicha 100-200 daraja haroratgacha ko'tariladi va metanol bilan o'chiriladi.[7][8] Ushbu bitta pog'onali sintez ikki pog'onali sintezga qaraganda yuqori molekulyar og'irlikdagi polimer zanjirlarini hosil qiladi va endi bu eng maqbul usul.[1][7][8]

Gaz transportida qo'llanilishi

Hozirgi vaqtda batafsil o'rganilayotgan kardo polimerlarining yagona qo'llanilishi gazni tashish va ajratish uchun ingichka membranalarni yaratishda kardo polimerlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi.[2][3][4] Umuman olganda, materialdagi bo'sh hajm miqdori oshgani sayin, gaz o'tkazuvchanligi shunchalik yuqori bo'ladi. Bundan tashqari, polimerning qattiqligi oshishi bilan gazning selektivligi oshadi.[2] Kardo polimerlari juda katta miqdordagi bo'shliqqa ega, chunki ularning katta tuzilishi zich o'rashga to'sqinlik qiladi, va halqalar aylanish harakatini cheklaydi.[3] Shunday qilib, kardo polimerlari yuqori darajada o'tkazuvchan, ammo selektiv membrana materiali sifatida ishlaydi.[2] O'tkazuvchanlikni yanada oshirish uchun gaz tashish uchun ishlab chiqarilgan ko'plab kardio polimerlar qo'shimcha katta yon guruhlarga ega, masalan, tert-butil guruhlari, materialning bo'sh hajmini oshiradi.[8] Molekulyar kuchlar yuqori o'tkazuvchanlik va yuqori o'tkazuvchanlik o'rtasidagi muvozanatni topishda muhim rol o'ynaydi. Xususan, vodorod bog'lanishidan kelib chiqadigan kuchli molekulalar orasidagi tortishish polimer zanjirlari segmentlarining harakatchanligini sezilarli darajada inhibe qiladi, natijada faqat kichik molekulalararo o'zaro ta'sirga ega bo'lgan kardo polimerga nisbatan qattiq, zich joylashgan. Ushbu mahkam o'ralgan, qattiq tuzilmalar gazning membrana orqali tarqalish tezligini cheklab, polimerlarning gaz o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Ammo bu ta'sir kislorod va azot kabi yirik gaz molekulalarida kichik gaz molekulalariga nisbatan ancha kuchliroqdir. Ushbu effekt permelektivlikni kuchayishiga olib keladi, bu erda membrana katta gaz molekulalarining transportini cheklaydi va kichik gaz molekulalariga ta'sir qiladi.[2]

Ushbu gaz tashish membranalari ultra yupqa bo'lishi kerak va ko'pincha fazali inversiya jarayonida olinadi. Ushbu jarayon polimerni organik erituvchilarda erishini talab qiladi.[4] Jarayon avval polimerlarni eritmada eritib ishlaydi.[3] Keyin eritma shisha plastinaga joylashtiriladi va plastinka suyuq koagulyatsion muhitga botiriladi.[3][4] O'tkazish jarayonida ba'zi hal qiluvchi bug'lanishi sodir bo'ladi, lekin asosan membrana yuzasida. Buning natijasida havo ta'sir qiladigan mintaqa ko'proq konsentratsiyalanadi va teri qatlamini hosil qiladi. Ushbu assimetrik membranalarning tuzilishiga gözenekli pastki tuzilish va tashqi teri tuzilishi zichroq kiradi.[4] Kardo polimerlarining yuqori eruvchanligi bu membranalarni osonlikcha ishlab chiqarilishini anglatadi.[3]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d e f g h men j Vasiliy V. Korshak, Svetlana V. Vinogradova, Yakob S. Vygodskiy: Cardo polimerlari. In: Makromolekulyar fan jurnali, S qismi: Polimerlar haqida sharhlar. 11, 1974, S. 45–142, doi:10.1080/15583727408546022
  2. ^ a b v d e Vang, Chjungan; Chen, Tianlu; Xu, Jiping (2001-11-29). "Kardo poliarleterlar seriyasining gaz transporti xususiyatlari". Amaliy polimer fanlari jurnali. 83 (4): 791–801. doi:10.1002 / ilova.10006. ISSN  0021-8995.
  3. ^ a b v d e f g h Kazama, S .; Teramoto, T .; Haraya, K. (2002). "Bis (fenil) florenga asoslangan kardo polimer membranalarining karbonat angidrid va azotning transport xususiyatlari". Membrana fanlari jurnali. 207: 91–104. doi:10.1016 / S0376-7388 (02) 00112-6.
  4. ^ a b v d e Kazama, Shingo; Sakashita, Masao (2004). "Kardo poliamiddan tayyorlangan assimetrik ichi bo'sh tolali membranalarning gaz ajratish xususiyatlari va morfologiyasi". Membrana fanlari jurnali. 243 (1–2): 59–68. doi:10.1016 / j.memsci.2004.06.012.
  5. ^ Lirova, B.I .; Tager, A.A .; Lazareva, L.I .; Salazkin, S.N .; Vygodskiy, Ya.S. (1975). "Kardo polimer eritmalarining infraqizil tekshiruvi". Polimer. 16 (11): 805–810. doi:10.1016/0032-3861(75)90111-1.
  6. ^ Vibhute, S. S .; Joshi, M. D .; Vadgaonkar, P. P.; Patil, A. S .; Maldar, N. N. (1997). "Yangi kardo poliesterlarining sintezi va tavsifi". Polimer fanlari jurnali A qism: Polimerlar kimyosi. 35 (15): 3227–3234. Bibcode:1997JPoSA..35.3227V. doi:10.1002 / (SICI) 1099-0518 (19971115) 35:15 <3227 :: AID-POLA15> 3.0.CO; 2-o'lchovli. ISSN  1099-0518.
  7. ^ a b v Liaw, Der-Jang; Liaw, Been-Yang; Chung, Chao-Yi (2000). "Tert-butilsikloheksiliden birliklarini o'z ichiga olgan yangi kardo poliamidlar va polimidlarni sintezi va tavsifi". Makromolekulyar kimyo va fizika. 201 (14): 1887–1893. doi:10.1002 / 1521-3935 (20000901) 201: 14 <1887 :: AID-MACP1887> 3.0.CO; 2-A. ISSN  1521-3935.
  8. ^ a b v d Alvares, Bermexo L.A.; Garsiya, Mayya EM (2018). "Kardo va tert-butil-m-terfenil qismlarini o'z ichiga olgan yangi polimidlarni sintezi, tavsifi va gazni ajratish xususiyatlari". EXPRESS polimer xatlari. 12 (5): 479–489. doi:10.3144 / expresspolymlett.2018.40.