1 / 26

פולימרים 2

פולימרים סינטטיים. נושאי השיעור. פולימרים 2. פילמור בדחיסה מסה מולרית ודרגת פילמור. By jeltovski. By ronnieb. By missyredboots. II . פילמור בדחיסה. עקרון הדחיסה. המונומרים מכילים לפחות שתי קבוצות פונקציונליות. הפולימר נוצר בעקבות תגובת דחיסה בין הקבוצות הפונקציונליות של המונומרים.

gaerwn
Download Presentation

פולימרים 2

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. פולימרים סינטטיים נושאי השיעור פולימרים 2 • פילמור בדחיסה • מסה מולרית ודרגת פילמור By jeltovski By ronnieb By missyredboots

  2. II. פילמור בדחיסה עקרון הדחיסה המונומרים מכילים לפחות שתי קבוצות פונקציונליות. הפולימר נוצר בעקבות תגובת דחיסה בין הקבוצות הפונקציונליות של המונומרים.

  3. תגובות דחיסה יצירת אסטר ואמיד א. איסטור - תגובה בין חומצה קרבוקסילית לבין כוהל. מתקבלים אסטר ומים. ב. יצירת אמיד - תגובה בין אמין וחומצה קרבוקסילית. מתקבלים אמיד ומים. או תגובה בין אמין להליד של חומצה. מתקבלים אמיד וחומצה.

  4. פילמור בדחיסה, א. קבלת פוליאסטר ניסוח פילמור בדחיסה: א. תגובה לקבלת פוליאסטר מדו-כוהל ודו-חומצה (שני סוגי מונומרים, בסביבה חומצית): כאשר נשתמש בדו-הליד של חומצה במקום בדו-חומצה, נקבל פולימר זהה, אך במקום מים ייפלט מימן כלורי במהלך הפילמור. ב. קבלת פוליאסטר ממונומר אחד המכיל קבוצה אחת כוהלית והאחרת קרבוקסילית. +nHCl

  5. O O [-C- -C-O-CH2-CH2-O-]n שאלה 1 פוליאתילן טרפתאלט (PET), המשמש ליצירת סיבים להכנת בדים וגם לייצור בקבוקים למשקאות, הוא פולימר דחיסה. נתון קטע פולימר: רשמו את נוסחת המונומרים שהוא נוצר מהם.

  6. O O [-C- -C-O-CH2-CH2-O-]n שאלה 1 פוליאתילן טרפתאלט (PET) המשמש ליצירת סיבים להכנת בדים וגם לייצור בקבוקים למשקאות הוא פולימר דחיסה. נתון קטע פולימר: רשמו את נוסחת המונומרים שהוא נוצר מהם. תשובה: נוסחאות המונומרים:

  7. שאלה 2 נתון המונומר: HOOC-CH2CH2CH2-OH נסחו את תגובת הפילמור שלו.

  8. שאלה 2 נתון המונומר: HOOC-CH2CH2CH2-OH נסחו את תגובת הפילמור שלו. תשובה:

  9. ב. קבלת פוליאמיד פוליאמיד יתקבל משני סוגי מונומרים: דו-חומצה ודו-אמין, או ממונומר אחד, שמצד אחד יהיה בעל חומצה קרבוקסילית ובצד האחר בעל קבוצה אמינית. דוגמה: ניילון 6,6 המופק מהקסאמתילן דו-אמין וחומצה אדיפית. [-HN-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n

  10. שאלה 3 רשמו את נוסחאות המונומרים שמהם נוצר ניילון 6,6 [-HN-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n

  11. תשובה לשאלה 3 רשמו את נוסחאות המונומרים שמהם נוצר ניילון 6,6 [-HN-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n תשובה: H2N-(CH2-)6NH2 HOOC-(CH2)4-COOH

  12. סיכום – פילמור בדחיסה והידרוליזה • זה פילמור בשלבים. בתחילה, בהינתן התנאים המתאימים, המונומרים מגיבים לתת-דימרים וטרימרים, ואח"כ האחרונים, ביתר אטיות, מתחברים לשרשרות ארוכות יותר. • נוסף על אטומי פחמן, עמוד השִדרה של הפולימר מכיל גם אטומי חמצן וחנקן. • הפולימרים מגיבים גם בתהליכי הידרוליזה. התהליך אִטי מפני שהגישה לקבוצות הפונקציונליות קשה. הידרוליזה של פולימר דחיסה הידרוליזה היא פירוק הקשרים האסטרים והאמידים אגב התחברות מולקולות מים. הידרוליזה היא התגובה ההפוכה לפילמור. בהידרוליזה מלאה יתפרק הפולימר למונומרים שלו. ההידרוליזה תבוצע בסביבה חומצית ובחימום.

  13. הידרוליזה, שאלה 4 נסחו את תהליך ההידרוליזה של ניילון 6,6 : [-HN-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n

  14. תשובה לשאלה 4 נסחו את תהליך ההידרוליזה של ניילון 6,6 : [-HN-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n תשובה: n H2N-(CH2-)6NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH חימום

  15. דרגת פילמור ומסה מולרית ממוצעת • דרגת פילמור - DP • דרגת פילמור- DP היא מספר היחידות החוזרות בשרשרת הפולימר. • לפולימרים השונים בכל שיטות הפילמור יש שרשרות בעלות אורך שונה. לכן אפשר לייחס לכל פולימר אורך שרשרות ממוצע ומסה מולרית ממוצעת. • דרגת פילמור ממוצעת - DPהמספר הממוצע של היחידות החוזרות היוצרות את שרשרות הפולימר במדגם נתון. • חומר ייחשב לפולימר כאשר דרגת הפילמור שלו גדולה מ- 50. • דוגמה: נוסחת פוליאתילן בדרגת פילמור 50 : CH3(-CH2-CH2-)49CH3 • מסה מולרית ממוצעת - M • אפשר לתאר את אורך שרשרות הפולימר בעזרת המסה המולרית הממוצעת. • המסה המולרית הרצויה של פולימר תיקבע לפי השימוש המיועד לו, כי היא משפיעה על תכונות הפולימר (לסיבים - מסה מולרית גבוהה ואילו לדבקים - מסה מולרית נמוכה). • ההתפלגות של אורך השרשרות סביב האורך הממוצע יכולה להיות צרה או רחבה. אם רוצים פולימר בעל תכונות מוגדרות, רצוי שההתפלגות תהיה צרה.

  16. שאלה 5 , חישוב דרגת פילמור ומסה מולרית מכינים את הפולימר, פרספקס, מן המונומר מתיל מתאקרילאט- CH2=C(CH3)COOCH3. היזם בתהליך הוא בנזואיל פרוקסיד- C6H5-CO-O-O-OC-C6H5. הכניסו לתגובה 5 גרם מונומר ו- 0.1 גרם יזם. חשבו את דרגת הפילמור של הפולימר המתקבל ואת המסה המולרית שלו. הערה: כל מולקולת יזם מתפרקת לשניים, ומתחיל פילמור של שתי שרשרות. לכן מספר מולי השרשרות יהיה כפול ממספר מולי היזם. (מאחר שלפעמים השרשרות מתחברות זו לזו, קצה צומח לקצה צומח, בתשובה מניחים שמספר השרשרות שווה למספר מולקולות היזם).

  17. תשובה לשאלה 5 מכינים את הפולימר, פרספקס, מן המונומר מתיל מתאקרילאט- CH2=C(CH3)COOCH3. היזם בתהליך הוא בנזואיל פרוקסיד- C6H5-CO-O-O-OC-C6H5. הכניסו לתגובה 5 גרם מונומר ו- 0.1 גרם יזם. חשבו את דרגת הפילמור של הפולימר המתקבל ואת המסה המולרית שלו.

  18. השוואה בין פולימר סיפוח לפולימר דחיסה לפולימר דחיסה פולימר סיפוח המונומרים מכילים לפחות שתי קבוצות פונקציונליות. תנאי התגובה – זרז(H3O+) וחימום. השרשרות ישרות. פילמור בשלבים. בעמוד השדרה פחמן, חמצן וחנקן. דרגת הפילמור תקבע על ידי כמות המולקולות בעלות קבוצה פונקציונלית אחת שמוסיפים למונומרים.אי אפשר להגיע לדרגות פילמור גבוהות. לרוב, ההתפלגות של המסה המולרית רחבה. אין מספר קבוע של קשרים שהמונומר תורם. הרכב האטומים ביחידה החוזרת אינו זהה להרכב במונומר. המונומר מכיל קשר כפול אחד לפחות. תנאי התגובה - יזם או זרז וחימום. השרשרות ישרות ומסועפות. פילמור בשרשרת. בעמוד השדרה רק אטומי פחמן. דרגת הפילמור הממוצעת נקבעת על ידי כמות היזם, כמות המונומר ותנאי הפילמור. אפשר להגיע לדרגות פילמור גבוהות והתפלגות מסה צרה. כל מונומר תורם לאורך שני קשרי C-C. (בוטדיאן - 4). הרכב האטומים ביחידה החוזרת זהה להרכב במונומר.

  19. קופולימרים קופולימר הוא פולימר ששרשרותיו בנויות מסוגים שונים של מונומרים. יש שני סוגי קופולימרים. קופולימר אקראי הכנה - פילמור אקראי של מונומרים שונים מתוך תערובת. ABAABBBAAAB בשרשרות של פולימרים אלו מופיעים מונומרים שונים בלא סדר מוגדר. אין יחידה חוזרת קבועה.

  20. שאלה 6 לפניכם קטעים מייצגים של ארבעה פולימרים: א. ציינו אילו פולימרים נוצרו על ידי דחיסה ואילו על ידי סיפוח. ב. רשמו נוסחה למונומרים המרכיבים אותם. ג. ביצעו שני ניסויים עם פולימר 1: בניסוי הראשון הכניסו נוסף על המונומרים מעט CH3CH2COOH . בניסוי השני הכניסו נוסף על המונומרים כמות גדולה של CH3CH2COOH . מה יהיה ההבדל בין תוצרי הפילמור בשני הניסויים? נמקו.

  21. תשובה לשאלה 6 לפניכם קטעים מייצגים של ארבעה פולימרים: א. ציינו אילו פולימרים נוצרו על ידי דחיסה ואילו על ידי סיפוח. ב. רשמו נוסחה למונומרים המרכיבים אותם. ג. ביצעו שני ניסויים עם פולימר 1: בניסוי הראשון הכניסו נוסף על המונומרים מעט CH3CH2COOH . בניסוי השני הכניסו נוסף על המונומרים כמות גדולה של CH3CH2COOH . מה יהיה ההבדל בין תוצרי הפילמור בשני הניסויים? נמקו. תשובה: א. II ו- III פולימרים של סיפוח, I ו- IV פולימרים של דחיסה. ב. ג. ההבדל יהיה באורך השרשרות, כי הוכנסו מולקולות בעלות קבוצה פונקציונלית אחת בלבד. בכל פעם שמולקולה כזו נקשרת, היא סוגרת את השרשרת.

  22. שאלה מבגרות קיץ 1986 שאלה 2א-ד: לצורך קבלת פוליאסטר מסוים, ערבבו מספר מולים שווה של: 1,3- פרופאן-דיאול HOCH2CH2CH2OH ו- אדיפיל כלורי Cl-CO-(CH2)4-CO-Cl א. רשום ניסוח לתגובה שבין שני המונומרים לקבלת דימר. ב. רשום את נוסחת היחידה החוזרת של הפולימר שהתקבל. נמצא כי לא כל שרשרות הפולימר שהתקבלו זהות זו לזו בקבוצות הקצה. ג. רשום את נוסחות שני הקצוות של כל אחת מן השרשרות האפשריות. אפשר לפרק את הפולימר בהידרוליזה. ד. רשום נוסחות בעבור התוצרים העיקריים של תגובת הידרוליזה מלאה.

  23. תשובה לשאלה 2א'-ד' מבגרות קיץ 1986 לצורך קבלת פוליאסטר מסוים, ערבבו מספר מולים שווה של: 1,3- פרופאן-דיאול HOCH2CH2CH2OH ו- אדיפיל כלורי Cl-CO-(CH2)4-CO-Cl א. רשום ניסוח לתגובה שבין שני המונומרים לקבלת דימר. ב. רשום את נוסחת היחידה החוזרת של הפולימר שהתקבל. נמצא כי לא כל שרשרות הפולימר שהתקבלו זהות זו לזו בקבוצות הקצה. ג. רשום את נוסחות שני הקצוות של כל אחת מהשרשרות האפשריות. אפשר לפרק את הפולימר בהידרוליזה. ד. רשום נוסחות בעבור התוצרים העיקריים של תגובת הידרוליזה מלאה. תשובה: א. התגובה לקבלת דימר: HOCH2CH2CH2OH + Cl-CO-(CH2)4-CO-Cl  HOCH2CH2CH2O-CO-(CH2)4-CO-Cl ב. היחידה החוזרת: –[O-CH2CH2CH2O-CO-(CH2)4-CO]- ג. קצה אחד: -OH , הקצה האחר: -Cl ד. התוצרים העיקריים בתגובת ההידרוליזה הם:CH2OHCH2CH2OH ו- HOOC-(CH2)4-COOH

  24. שאלה מבגרות קיץ 1986 שאלה 2ה'-ז': כדי למצוא מסה מולרית ממוצעת של שרשרות הפולימר, נלקח ממנו מדגם של 10 גרם, ונערכה לו הידרוליזה מלאה. בדיקה של תוצרי ההידרוליזה הצביעה על הימצאות של 1.47x10-3 מול אטומי כלור. ה. כמה מולים של שרשרות היו במדגם שנלקח? ו. חשב את המסה המולרית הממוצעת של הפולימר. ז. כמה פעמים נמצאת היחידה החוזרת בשרשרת ממוצעת? (מהי דרגת הפילמור?) *תזכורת: היחידה החוזרת של הפולימר: –[O-CH2CH2CH2O-CO-(CH2)4-CO]-

  25. שאלה מבגרות קיץ 1986 שאלה 2ה'-ז': כדי למצוא מסה מולרית ממוצעת של שרשרות הפולימר, נלקח ממנו מדגם של 10 גרם, ונערכה לו הידרוליזה מלאה. בדיקה של תוצרי ההידרוליזה הצביעה על הימצאות של 1.47x10-3 מול אטומי כלור. ה. כמה מולים של שרשרות היו במדגם שנלקח? ו. חשב את המסה המולרית הממוצעת של הפולימר. ז. כמה פעמים נמצאת היחידה החוזרת בשרשרת ממוצעת? (מהי דרגת הפילמור?) *תזכורת: היחידה החוזרת של הפולימר: –[O-CH2CH2CH2O-CO-(CH2)4-CO]- תשובה: ה. בכל קצה שרשרת יש אטום כלור Cl אחד, לכן מספר מולי השרשרות כמספר מולי הכלור, והוא: 1.47x10-3 מול (0.0047 מול). ו. Mw = m / n  10 / 0.00147 = 6802.7 gr/mol ז. מסה מולרית של יחידה חוזרת היא: 186 gr/mol מספר הפעמים הממוצע של היחידה החוזרת בשרשרת (DP) הוא: 6802.7/186 = 36.57

  26. סיכום • יש שתי שיטות להכנת פולימרים: סיפוח ודחיסה. • מכינים פולימרים של דחיסה ממונומרים בעלי שתי קבוצות פונקציונליות שיכולים ליצור קשרים אסטריים או אמידיים. • לפולימרים השונים בכל שיטות הפילמור יש שרשרות בעלות אורך שונה. • לכל פולימר מייחסים אורך שרשרות ממוצע, דרגת פילמור (מספר מונומרים לשרשרת) ממוצעת ומסה מולרית ממוצעת. מושגים חשובים: פילמור בדחיסה, פוליאסטר, פוליאמיד, הידרוליזה של קשר אסטרי ואמידי, דרגת פילמור (DP) , מסה מולרית ממוצעת, קופולימר אקראי.

More Related