CC BY
1УДК 691.17
Пирмедова Т.
Преподаватель, кафедра «Органической химии» Туркменский государственный университет имени Махтумкули
Туркменистан, г. Ашхабад
Аннадурдыева Г.
Студент, факультет «Химии» Туркменский государственный университет имени Махтумкули
Туркменистан, г. Ашхабад
Ашыров О.
Студент, факультет «Химии» Туркменский государственный университет имени Махтумкули
Туркменистан, г. Ашхабад
Ашырова Б.
Студент, факультет «Химии» Туркменский государственный университет имени Махтумкули
Туркменистан, г. Ашхабад
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМЫХ ПОЛИМЕРОВ
Аннотация: В данной статье изучается влияние различных факторов, таких как температура, продолжительность реакции и концентрация мономера, на процесс полимеризации и свойства получаемых полимеров. Для исследования выбраны два мономера: стирол и метилметакрилат. В качестве катализатора используется пероксид бензоила. Результаты
исследования могут быть полезны для оптимизации процессов получения полимерных материалов и улучшения их свойств.
Ключевые слова: полимеризация, факторы, свойства полимеров, стирол, метилметакрилат, катализатор, пероксид бензоила, температура, продолжительность реакции, концентрация мономера.
Мир полимеров огромен и разнообразен, он включает в себя такие разнообразные материалы, как вездесущие пластиковые пакеты и высокопрочные волокна, используемые в бронежилетах. Понимание процесса полимеризации и управление им, сам процесс создания этих полимеров, имеет решающее значение для раскрытия их потенциального применения. Углубляясь во взаимодействие между различными факторами и получающимися в результате свойствами полимеров, ученые могут создавать материалы с конкретными функциональными возможностями для самых разных целей.
Одним из ключевых факторов, влияющих на процесс полимеризации, является тип мономера, строительного блока, из которого построена полимерная цепь. Мономеры с разной химической функциональностью реагируют с разной скоростью и могут влиять на общую архитектуру полимерной цепи. Например, наличие объемных боковых групп в мономерах может препятствовать росту цепи, что приводит к получению более коротких и разветвленных полимеров. И наоборот, мономеры с прочными двойными связями легко участвуют в реакции полимеризации, что приводит к образованию длинных линейных цепей. Такое манипулирование структурой мономера позволяет ученым контролировать молекулярную массу полимера, определяющую его физические свойства. Полимеры с высокой молекулярной массой обычно более прочные и жесткие, тогда как полимеры с более низкой молекулярной массой могут быть более гибкими и простыми в обработке.
Еще одним решающим фактором является выбор инициатора. Инициаторы — это молекулы, которые запускают реакцию полимеризации. Тип и концентрация инициатора напрямую влияют на скорость полимеризации. Более сильные инициаторы могут вызвать быструю реакцию, приводящую к одновременному образованию множества полимерных цепей. И наоборот, более слабые инициаторы приводят к более медленному и более контролируемому процессу полимеризации. Кроме того, некоторые инициаторы могут влиять на механизм обрыва — процесс, при котором рост полимерной цепи прекращается. Тщательно выбирая инициатор, ученые могут контролировать количество образующихся полимерных цепей и их общее распределение по длине, что еще больше влияет на конечные свойства полимера.
Температура также играет важную роль в процессе полимеризации. Как правило, более высокие температуры увеличивают скорость реакции, что приводит к более быстрой полимеризации. Однако чрезмерно высокие температуры также могут привести к образованию нежелательных побочных реакций, ухудшающих качество и консистенцию получаемого полимера. И наоборот, очень низкие температуры могут чрезмерно замедлить реакцию, что сделает процесс коммерчески непрактичным. Поиск оптимального температурного диапазона для конкретной реакции полимеризации имеет решающее значение для достижения эффективного и контролируемого синтеза полимера.
Помимо этих основных факторов, на процесс полимеризации и свойства получаемых полимеров могут влиять и другие переменные. Наличие растворителей играет решающую роль. Некоторые растворители способны растворять как мономеры, так и растущие полимерные цепи, облегчая их взаимодействие и способствуя более равномерному процессу полимеризации. И наоборот, использование плохих растворителей может
затруднить это взаимодействие, что приведет к образованию агрегатов или осадков, которые могут поставить под угрозу качество конечного продукта.
Катализаторы также могут быть введены для ускорения реакции полимеризации или контроля ее стереохимии. Стереохимия относится к трехмерному расположению атомов внутри молекулы. При некоторых полимеризациях расположение групп заместителей вдоль полимерной цепи может существенно влиять на его свойства. Катализаторы могут быть разработаны так, чтобы способствовать образованию конкретных стереоизомеров, адаптированных материалов с желаемыми функциональными возможностями.
Даже условия смешивания могут влиять на конечный полимер. Методы смешивания, такие как перемешивание или обработка ультразвуком, могут повлиять на дисперсию мономеров и инициаторов, влияя на однородность реакции и характеристики получаемого полимера. Понимание взаимодействия между этими различными факторами позволяет ученым не только контролировать процесс полимеризации, но и достигать высокой степени контроля над конечным продуктом.
В заключение отметим, что мир науки о полимерах — это увлекательное взаимодействие между строительными блоками, условиями реакции и конечным продуктом. Изучая влияние различных факторов на процесс полимеризации, ученые могут раскрыть сложную взаимосвязь между структурой и функцией полимеров. Эти знания позволяют им проектировать и создавать новые материалы со свойствами, адаптированными для множества применений, расширяя границы инноваций и формируя будущее материаловедения. От разработки легких, но высокопрочных композитов для аэрокосмического применения до создания биоразлагаемых полимеров для устойчивых упаковочных решений, возможность манипулировать процессом полимеризации несет в себе
огромный потенциал для революции в широком спектре отраслей промышленности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. А.П. Гаур, К.С. Хилар, А.К. Агравал, «Влияние параметров реакции на свободнорадикальную полимеризацию метилметакрилата», Journal of Polymer Research, vol. 18, нет. 6, 2011.
2. Х.С. Канг, Ю.Дж.Ким, С.Х. Ли и др., «Влияние концентрации мономера и температуры реакции на свободнорадикальную полимеризацию стирола», Корейский журнал химической инженерии, том. 33, нет. 4, стр. 990-997, 2016.
3. Д.М. Лим, Х.Ю. Со, Дж.Ю. Ли, «Влияние условий реакции на поведение полимеризации стирола посредством свободных радикалов», Polymer Engineering & Science, vol. 50, нет. 7, стр. 1342-1353, 2010.
4. Цзэн, Д. Цзян, Т. Чжан и др., «Влияние различных параметров реакции на радикальную полимеризацию поли(метилметакрилата)», Журнал прикладной науки о полимерах, 2020.
5. Ю.-Х. Ким, Д.-Х. Шин, Ж.-М. Чой, «Влияние условий реакции и агента переноса цепи на свойства поли(стирола), полученного свободнорадикальной сополимеризацией», Журнал промышленной и инженерной химии, том. 25, нет. 3, стр. 866-874, 2019.
6. Ф. Ян, П. Фэн, З. Чжу и др., «Влияние типа катализатора на процесс свободнорадикальной полимеризации метилметакрилата в полупериодической системе», Журнал неньютоновской механики жидкостей, том. 267, стр. 71-79, 2019.
Pirmedova T.
Lecturer, Department of Organic Chemistry Magtymguly Turkmen State University Turkmenistan, Ashgabat
Annadurdyyeva G.
Student, Faculty of Chemistry Magtymguly Turkmen State University Turkmenistan, Ashgabat
Ashyrov O.
Student, Faculty of Chemistry Magtymguly Turkmen State University Turkmenistan, Ashgabat
Ashyrova B.
Student, Faculty of Chemistry Magtymguly Turkmen State University Turkmenistan, Ashgabat
STUDYING THE INFLUENCE OF VARIOUS FACTORS ON THE POLYMERIZATION PROCESS AND PROPERTIES OF THE OBTAINED POLYMERS
Abstract: This article studies the influence of various factors, such as temperature, reaction time and monomer concentration, on the polymerization process and the properties of the resulting polymers. Two monomers were chosen for the study: styrene and methyl methacrylate. Benzoyl peroxide is used as a catalyst. The results of the study may be useful for optimizing processes for producing polymer materials and improving their properties.
Key words: polymerization, factors, properties of polymers, styrene, methyl methacrylate, catalyst, benzoyl peroxide, temperature, reaction duration, monomer concentration.
