POLIACETALE

1. POLIACETALE • to polimery , które w łańcuchu głównym posiadają wiązanie acetalowe : • powstają na drodze polimeryzacji aldehydów lub cyklicznych acetali • przykładami poliacetali są: poliformaldehyd i poliacetaldehyd

2. POLIFORMALDEHYD • Poliformaldehyd powstaje w wyniku polimeryzacji formaldehydu(1) lub trioksanu(2). • Ad.1 • Formaldehyd jest gazem o ostrym, drażniącym zapachu, jego temperatury topnienia i wrzenia są odpowiednio równe: • t top = - 118oC a twrz = - 19,2oC • Dobrze rozpuszczalny w wodzie ( 40 % roztwór - formalina). • Samorzutnie polimeryzuje w trakcie przechowywania dlatego • przechowuje się go w postaci formaliny.

3. POLIFORMALDEHYD • Formaldehyd otrzymuje się na drodze utleniania metanu tlenem z powietrza w obecności katalizatora cynowego lub tlenków żelaza i molibdenu: Prócz formaldehydu, którego powstaje 40% w mieszaninie reakcyjnej, powstają produkty uboczne takie jak : H2, CO i CH3OH (4-12%). Gazy są pochłaniane w wodzie jednak zawartość wolnego formaldehydu jest mała. Zwykle występuje on w postaci polieterohydratów i hemiformalu.

4. POLIFORMALDEHYD • Ad.2 • Trioksan jest to trimer formaldehydu, o ttop= 61- 62oC , • t wrz= 114 - 115oC, odporny na działanie zasad, ale ulegający hydrolizie pod wpływem kwasów nieorganicznych • Otrzymuje się go z technicznej formaliny przez usunięcie metanolu pod ciśnieniem atmosferycznym w kolumnie rektyfikacyjnej. Roztwór wodny zatęża się i poddaje destylacji z dodatkiem 2% H2SO4 z utworzeniem krystalicznego trioksymetylenu Jest trwały, destyluje bez rozkładu pod ciśnieniem atmosferycznym

5. POLIFORMALDEHYD • STABILIZACJA • Czynnikiem decydującym o możliwości praktycznego zastosowania wielkocząsteczkowego poliformaldehydu jest nadanie mu odpowiedniej stabilności termicznej. • Proces depolimeryzacji rozpoczyna się od niestabilnych końcowych grup hemiacetalowych już w temp. 90-120oC.

6. POLIFORMALDEHYD • Stabilizację przeprowadza się poprzez: • estryfikację grup końcowych za pomocą bezwodnika octowego • eteryfikację grup końcowych 1) NH3

7. POLIFORMALDEHYD 2) • PRZEMYSŁOWY PROCES OTRZYMYWANIA POLIFORMALDEHYDU • Polimeryzacja formaldehydu, etapy procesu: • Oczyszczanie formaldehydu. • Polimeryzacja. • Stabilizacja. • Homogenizacja.

8. POLIFORMALDEHYD Ad.1 Oczyszczanie formaldehydu z kwasu mrówkowego i wody przeprowadza się przez wymrażanie oraz przez adsorpcję na sitach molekularnych. W trakcie procesu powstaje pewna ilość oligomerów, którą się depolimeryzuje i zawraca do obiegu. Ad.2 Polimeryzacja formaldehydu przebiega w reaktorze cylindrycznym z chłodnicą zwrotną, do którego doprowadza się rozpuszczalnik (węglowodór – toluen , pentan), katalizator polimeryzacji (stearynian sodu) oraz w sposób ciągły – formaldehyd.

9. POLIFORMALDEHYD Ad.3 Po odwirowaniu z roztworu polimeru: rozpuszczalnika, katalizatora i nie przereagowanego monomeru , dodaje się do poliformaldehydu stabilizatory w postaci bezwodnika octowego, octanu sodu i pirydyny. Stabilizację prowadzi się przez 4 godziny w temperaturze 135 o C .Etap ten powoduje, że otrzymany polimer nie ulegnie depolimeryzacji aż do temperatury 250 o C . Ad.4 Osuszony produkt dodatkowo stabilizuje się w wytłaczarce przez dodatek: mocznika, tiomocznika i amin aromatycznych.

10. Schemat ideowy procesu polimeryzacji formaldehydu.

11. POLIFORMALDEHYD • Polimeryzacja trioksanu metodą radiacyjną. • trioksan polimeryzuje kationowo • katalizatorami wykorzystywanymi do polimeryzacji trioksanu są: • SnCl4, FeCl3, TiCl3, AlCl3 • _trioksan jest jednym z nielicznych monomerów, których polimeryzacja • radiacyjna ma znaczenie przemysłowe

12. POLIFORMALDEHYD • Etapy polimeryzacji radiacyjnej trioksanu: • oczyszczony w krystalizatorze trioksan podaje się na taśmę transportową • o grubości 10 mm, na której jest on napromieniowywany strumieniem • elektronów ( lub promieniowaniem γ ) o dawce 20 Gy • granulat z taśmy jest umieszczany w reaktorze, gdzie zachodzi drugi • końcowy etap polimeryzacji radiacyjnej w temp. 50- 55 OC przez 3 godziny

13. POLIFORMALDEHYD • nie przereagowany trioksan ekstrahuje się rozpuszczalnikiem a na wirówce • odwirowuje polimer i suszy w suszarce • po osuszeniu polimeru przeprowadza się jego stabilizację za pomocą • bezwodnika octowego, przemywa wodą i suszy • Otrzymany polimer zachowuje krystaliczną strukturę heksagonalną wyjściowego monomeru. Duże krystality łatwiej ulegają polimeryzacji niż małe gdyż są one mniej regularne.

14. Schemat ideowy polimeryzacji radiacyjnej trioksanu.

15. POLIFORMALDEHYD • MODYFIKACJA POLIFORMALDEHYDU • Kopolimeryzacja z: • - dioksolanem - THF • - tlenkami olefin • poprawia termostabilność polimeru.

16. POLIFORMALDEHYD • WŁAŚCIWOŚCI • 1. Struktura zbliżona do PE. • 2. Dobra odporność na obciążenia dynamiczne. • 3. Duża sztywność i twardość. • 4. Wysoka temperatura ugięcia pod obciążeniem, duża stabilność • wymiarów • 5. Duża odporność na rozpuszczalniki, niska ścieralność.

17. POLIFORMALDEHYD • ZASTOSOWANIA: • 1. Łożyska 2. Koła zębate

18. POLIFORMALDEHYD 5. Wtrysk , prasowanie , tłoczenie 3. Korpusy. 4. Części pomp, zaworów, szpul. tłok