kopolymerace kopolymery 1
kopolymery - homopolymer - kopolymer - vzniklé ze dvou či více druhů monomerů - Kopolymerizace (řetězová, stupňovitá) - pseudokopolymer (PVA) - PA, PES není kopolymer Syntetické akrylonitril-butadien-styrenový kaučuk (ABS) butadien-styrenový kaučuk (BSR, SBR), kopolymery ethylenu s vinylacetátem (EVA) Kopolymer polyuretanu a polyeseru (Spandex) Přírodní proteiny, nukleové kyseliny (NA) 2
Syntetické kopolymery Nástroj pro modifikaci vlastností polymerů Vlastnosti vznikajícího kopolymeru struktura kopolymeru (periodicita, polární/nepolární skupiny interakce ) - kaučukovité vlastnosti (zlepšení houževnatosti, elasticity polymeru) - možnost síťování (elatsticita) - ovlivnění termických vl. (zpracovatelnost) - barvitelnost (polyakrylonitril) - adhesivita (ionomery) - hydrofilita 3
Přírodní kopolymery proteiny: specifická struktura -> specifická fce NA: informace, struktura >16S rdna A. xylosoxidans A8 ttctgaatcctaccgtggtaatcgcccccctt acggttaggctaactacttctggtaaaa cccactcccatggtgtgacgggcggtgtgta caagacccgggaacgtattcaccgcgaca tgctgatccgcgattactagcgattccgactt cacgcagtcgagttgcagactgcgatcc ggactacgatcgggtttctgggattggctccc cctcgcgggttggcgaccctctgtcccg Accattgtatgacgtgtgaagccctacccat aagggccatgaggacttgacgtcatcccc 4
Střídavé (alterning) Statistické (random) Blokové (block, gradient, stereoblock) Roubované (graft)
6
7
8
kopolymerace Vznik kopolymeru kopolymerace dvou (nebo více monomerů (komonomery) CH struktura komonomerů (reaktivita, prost. uspořádání) -> určuje strukturu vznikajícího kopolymeru 9
kopolymerace Radikálová kopolymerace statistické, alternující (závisí na reaktivitě komonomerů) - roubované (iniciace postranních řetězců) Iontová kopolymerace (živé polymerace) blokové Koordinační kopolymerace 10
Kinetika kopolymerizace Iniciace I 2R R + M 1 R-M 1 R + M 2 R-M 2 Propagace P 1 + M 1 P 2 + M 2 P 2 + M 1 P 1 + M 2 k 11 k 22 k 21 k 12 P 1 M 1 P 2 M 2 P 2 M 1 P 1 M 2 Nezávislé na délce řetězce reakce mezi aktivním centrem a monomerem
Kinetika kopolymerizace P 1 + M 1 k 11 P 1 M 1 Propagace P 2 + M 2 k 22 P 2 M 2 P 2 + M 1 k 21 P 2 M 1 P 1 + M 2 k 12 P 1 M 2 Kopolymerační parametry r 1 k k 11 12 r 2 k k 22 21 Násada! molární koncentrace M 1, M 2 další faktory : teplota (Tc), rozpouštědlo, sterické zábrany (monomery), reaktivita/resonanční stabilita..
13
Kopolymerizační parametry Alternující kopolymerizace, r 1 r 2 = 0 a) Dvojitě alternující r 1 =0, r 2 =0 b) Jednoduchá alternující r 2 =0, 0<r 1 <1 střídavé řazení jednotek v polymeru střídavé kopolymery Molární zlomek jednotek monomeru 1 v kopolymeru Prok Obr. 7.2- str.93 Molární zlomek monomeru 1 v násadě
Kopolymerizační parametry Ideální kopolymerizace, r1 a r2 = 1 Náhodné řazení jednotek v polymeru statistické kopolymery Molární zlomek jednotek monomeru 1 v kopolymeru Molární zlomek monomeru 1 v násadě
16
Kopolymerizační parametry nám umožňují odhadnout chování vybrané dvojice kopolymerů
Kopolymerace styrenu a methyl methakrylátu různé mechanismy iniciace (různá r1 a r2) Free radical: r1 and r2 = 0,5 (náhodný kopolymer) Anionic: r1 0.12, r2 26.4 (kopolymer bohatý na methylmethakrylát) Cationic: r1 10.5, r2 0.1 (kopolymer bohatý na styren) 18
Kopolymery (střídavé, statistické) Vinylchlorid vinyl acetát (Vynilite, VYHH, 1928) - zvýšení pružnosti a rozpustnosti PVC Butadien styren (SBR) Butadien acrylonitril (Buna-N) - Elastomery 19
Blokové kopolymery styren-butadien - styren (SBS) blokový kopolymer, aniontová polymerace (živá) - PS je tvrdý a křehký termoplast, butadien je měkký a pružný - SBS je tvrdý a pružný termoplast 20
Blokové kopolymery Kaučuk (hevea rubber) polyerstery, polyamidy, polymethylmethakrylát - bloky připraveny mechanicky Bloky s různou takticitou ethylenoxid propylenoxid (ABA) surfaktant - tvorba micel ve vodném i hydrofobním prostředí 21
22
Blokové kopolymery Spandex (min 85% polyuretan), Lycra Soft hard koncept ( segmenty) hard - polyuretan, soft, flexible - polyethylenoxid 23
EVA (PEVA) Ethylen- vinylacetát - elastomer, houževnatý, vysoká odolnost Blokové kopolymery 24
roubované kopolymery - Graft copolymers homograft polymers (branch copolymers) - radikálový, iontový i koordinační mechanismus Ethylen odxid polyamid, protein, polysacharidy (celulosa, škrob) 25
roubované kopolymery Styren nenasycený polyester - radikálová pol. - Skelná vata 26
HIPS high-impact polystyrene 27
roubované kopolymery Acrylonitril - butadien - styren (ABS) 28
roubované kopolymery Acrylonitril - butadien - styren (ABS) - Copolymer made by polymerizing styrene and acrylonitrile in the presence of polybutadiene. - The proportions can vary from 15% to 35%acrylonitrile, 5% to 30%butadiene and 40% to 60%styrene. The result is a long chain of polybutadiene criss-crossed with shorter chains of poly(styrene-co-acrylonitrile). The nitrile groups from neighbouring chains, being polar, attract each other and bind the chains together, making ABS stronger than purepolystyrene. The styrene gives the plastic a shiny, impervious surface. The butadiene, a rrubbery substance, provides resilience even at low tempetarures. 29
elastomery - vysokomolekulární polymery - síťování CH/F 30
31
32
33