POLIMERY AKRYLOWE

C

H

2

CH

3

O

O

C

H

3

C

H

2

O

N

H

2

C

H

2

N

metakrylan metylu

akryloamid

akrylonitryl

Polimery te otrzymuje się głównie w reakcji rodnikowej polimeryzacji kwasu
akrylowego, metakrylowego oraz ich pochodnych estrów, nitryli i amidów:

C

H

2

CH

COOH

C

H

2

C

COOH

CH

3

kwas
akrylowy

kwas
metakrylowy

Poli(metakrylan metylu) PMMA

Synteza
monomeru:

CN

O

H

O

H

O

R

O

H

2

O/ROH

H

2

SO

4

H

+

C

H

2

CH

3

O

O

C

H

3

CH

2

O

+

C

H

3

CH

O

O

H

O

OH

O

O

H

1
)

2
)

C

H

2

CH

3

O

O

C

H

3

bezbarwna ciecz

t

w

= 100

o

C

d = 0,94 g/cm

3

Poli(metakrylan metylu) PMMA

C

H

3

C

CN

O

H

CH

3

C

H

3

C

C

H

3

OH

O

OR

C

H

2

CH

3

O

O

R

3)

Poli(metakrylan metylu) PMMA

PMMA otrzymuje się głównie metodą blokową i suspensyjną.

PMMA blokowy – materiał do wtrysku, do produkcji szkła organicznego

PMMA suspensyjny – materiał do wytłaczania, do zastosowań w dentystyce, tipsy

PMMA roztworowy – do produkcji powłok, laminatów itp

C

H

2

CH

3

O

O

C

H

3

CH

2

C

CH

3

O

O

C

H

3

n

+

60kJ /mol

Poli(metakrylan metylu) PMMA

Otrzymywanie płyt ze szkła organicznego

(dodatek 5-15%

ftalanu dibutylu) :

1. Przygotowanie form (płyty o grubości 5-10 mm, pooddzielane

warstwą PAW).

2. Przygotowanie wsadu do form – syropu.
PMMA wstępnie podpolimeryzowany, do konwersji 5-15%,

wylewa się do formy. 0,1-1% inicjatora.

3. Polimeryzacja w komorach próżniowych o coraz wyższych

temperaturach.
45-55

o

C 8h

55-85

o

C 10h

85-120

o

C 8h

4.Chłodzenie formy.

5.Otwarcie formy.

6. Zabezpieczenie gotowych płyt folią z PE.

Poli(metakrylan metylu) PMMA

Metakrylan metylu

Zmi�kczacz

Do pompy

pr�niowej

Inicjator

P�

yty ze szk�

a

organicznego

Schemat produkcji płyt z PMMA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1
0

1-aparat do rozpuszczania, 2-urządzenie do rozdrabniania odpadowego PMMA, 3-
komora, 4-zbiornik do rozdrobnionego PMMA, 5-dozownik wagowy inicjatora, 6-
dozownik monomeru, 7-dozownik zmiękczacza, 8-zbiornik próżniowy, 9-formy, 10-
komory polimeryzacyjne

Poli(metakrylan metylu) PMMA

Właściwości:



Dobre właściwości optyczne

przepuszczalność światła widzialnego 92%
przepuszczalność UV 50-70%

 Duża odporność na działanie czynników atmosferycznych i
niskiej temperatury.

 Mała chłonność wody.

 Dobre właściwości elektroizolacyjne.

 Dobre właściwości mechaniczne i duża odporność chemiczna.

 Rozpuszczalność w większości rozpuszczalników
organicznych

Poli(metakrylan metylu) PMMA

Zastosowania:

 W przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym,
elektrotechnicznym i elektronicznym
szyby, światła odblaskowe, osłony aparatury
nawigacyjnej i pomiarowej, kierunkowskazy, obudowy
kabin, tablice rozdzielcze

 W przemyśle galanteryjnym (guziki) i dekoracyjnym
(abażury, osłony świetlówek, naczynia stołowe)

 W przemyśle optycznym
pryzmaty, soczewki (w tym soczewki kontaktowe)

 Jako powłoki, środki impregnujące i laminaty (w
postaci stężonych roztworów)

Poliakryloamid PAAm

C

H

2

O

N

H

2

B
i
a

białe ciało stałe

t

t

= 85

o

C

d = 1,127 g/cm

3

C

H

2

N

H

2

SO

4

H

2

O

100

o

C

C

H

2

NH

2

*H

2

SO

4

O

C

H

2

O

N

H

2

zoboj�tnianie

Synteza
monomeru:

Poliakryloamid PAAm

Polimeryzację prowadzi się w
wodzie.

Roztwór 8-10%

1t akryloamidu, 5 kg K

2

S

2

O

6

, 1,4 kg

NaHSO

3

temperatura 20-35

o

C, 7h

C

H

2

O

N

H

2

CH

2

C

H

O

N

H

2

n

Polimer wyodrębnia się przez wytrącenie z roztworu lub przez
odparowanie wody.

!!! Gdy temperatura procesu przekroczy 60

o

C zamiast

czystego PAAm otrzymamy kopolimer z kwasem akrylowym.

Poliakryloamid PAAm

Właściwości:



Biały proszek rozpuszczalny w wodzie, nierozpuszczalny

w acetonie, alkoholach i węglowodorach; ogrzany powyżej
100

o

C ulega rozkładowi z wydzieleniem azotu.

 Polimer reaktywny, daje się łatwo modyfikować
chemicznie.

Zastosowania:

 Środki flokujące, służące do klarowania ścieków i
uzdatniania wody do picia
 W produkcji klejów, dyspergatorów, środków
pomocniczych do otrzymywania włókien, środków
zagęszczających
 Do stabilizacji lateksu kauczukowego i emulsji POW
 W przemyśle fotochemicznym do wytwarzania błon
rentgenowskich

Poliakryloamid PAAm

Poliakrylonitryl PAN

C

H

2

N

bezbarwna ciecz
tw = 77

o

C

d = 0,81 g/cm

3

C

H

CH

+

HCN

CuClaq

NH

4

Cl

C

H

2

N

Synteza monomeru:

C

H

2

CH

CH

3

+

O

2

C

H

2

CH

CH

O

+

H

2

O

C

H

2

CH

CH

O

+

NH

3

C

H

2

N

+

2H

2

O

1
)

2)

Poliakrylonitryl PAN

C

H

2

N

CH

2

C

H

N

n

PAN otrzymuje się w wolnorodnikowej polimeryzacji metodą emulsyjną i
rozpuszczalnikową

.

Rozpuszczalniki poli(akrylonitrylu):

DMF

DMAA

DMSO

NaSCNaq

Poliakrylonitryl PAN

8

Akrylonitryl

do

rektyfikacji

Akrylonitryl

Nadsiarczan

potasu

6

4

Azot

7

5

Azot

2

3

1 0

1 1

Woda zdemineralizowana

9

1 2

Powietrze gor�ce

1 3

1 4

1 5

1 6

Powietrze zu�yte

Powietrze zimne

Poliakrylonitryl

1

Woda

Hydrosulfit sodu

Schemat produkcji PAN metodą emulsyjną. Proces ciągły

1 – polimeryzator, 2,6,7 – zbiorniki naporowe, 3 – mieszalnik, 4,5 – aparaty do rozpuszczania inicjatora, 8 – zbiornik
przejściowy, 9 – kolumna do odparowywania monomeru, 10 – chłodnica rurowa z płaszczem, 11 – odstojnik, 12 –
zbiornik dyspersji polimeru, 13,15 – filtry bębnowe, 14 – mieszalnik pulpy, 16 – suszarka fluidyzacyjna

Poliakrylonitryl PAN

Schemat produkcji PAN metodą w roztworze DMF. Proces ciągły.

AN

DMF

inicjator

20-40

o

C

80%

1

1

2

3

4

5

6

1- mieszalnik roztworu akrylonitrylu, 2- zbiornik roztworu inicjatora, 3- mieszalnik,

4- reaktor wieżowy, 5- wyparka cienkowarstwowa, 6- zbiornik z roztworem
przeznaczonym do przędzenia

Poliakrylonitryl PAN

Właściwości:



Nie

rozpuszcza się w typowych rozpuszczalnikach, jedynie w

silnie polarnych (dimetyloformamid i akrylonitryl) i w wodnych
roztworach soli.
 W temperaturze 220-230

o

C mięknie, w temp. 250-350

o

C staje

się pomarańczowoczerwony, a w temp. Powyżej 350

o

C następuje

jego rozkład i wydzielają się produkty gazowe.
 Odporny na słabe kwasy i roztwory zasad, a także na wiele
rozpuszczalników.
 Działanie czynników atmosferycznych powoduje wzrost
kruchości.
 Trudno się barwi, dlatego kopolimeryzuje się go z monomerami
podatnymi na barwienie:

N

C

H

2

C

H

2

CH

2

O

H

C

H

2

CH

3

O

Poliakrylonitryl PAN

Zastosowania:

Do produkcji włókien sztucznych średniej
wytrzymałości, które mogą
być formowane z roztworów metodą mokrą lub suchą.

Kauczuki akrylowe

C

H

2

CH

2

O

(C

2

- C

4

)

C

H

2

O

Cl

C

H

2

N

Są kopolimerami estrów kwasu akrylowego z akrylonitrylem
lub eterami.

Otrzymuje się je w polimeryzacji prowadzonej w emulsji
wodnej.

85-95%

Stosunek akrylanów do drugiego komonomeru wynosi zwykle od 85:15
do 95:5.
Średni ciężar cząsteczkowy kauczuku zawiera się w przedziale 700
000 – 1 700 000.
Wulkanizuje się je nadtlenkami.
Po wulkanizacji kauczuki są mało elastyczne ale odporne na działanie
olejów i rozpuszczalników.

Kauczuki akrylowe

Zastosowania:

Wulkanizaty kauczuków akrylowych stosuje się do produkcji
technicznych artykułów gumowych pracujących w
podwyższonej temperaturze w środowisku olejów i
rozpuszczalników (węże, wałki drukarskie, wykładziny
aparatów i przewodów) oraz do otrzymywania klejów,
materiałów do nasycania i spoiw w postaci roztworów.