140 likes | 303 Vues
S onochemia. POLIMERY. 1. Wprowadzenie. Możliwe mechanizmy sonochemiczne inicjowania reakcji w układach polimerowych Efekty mechanochemiczne Reakcje rodnikowe Piroliza. Reakcje chemiczne, jakie mogą zachodzić w układach polimerowych poddanych działaniu ultradźwięków
E N D
Sonochemia POLIMERY 1 Wprowadzenie Możliwe mechanizmy sonochemiczne inicjowania reakcji w układach polimerowych • Efekty mechanochemiczne • Reakcje rodnikowe • Piroliza Reakcje chemiczne, jakie mogą zachodzić w układach polimerowych poddanych działaniu ultradźwięków • Degradacja (pękanie łańcucha polimeru, spadek średniej masy cząsteczkowej) • Depolimeryzacja (odszczepianie cząsteczek polimeru, „prucie się” łańcucha) • Sieciowanie (łączenie się łańcuchów poprzez trwałe wiązania, wzrost średniej masy cząsteczkowej, na razie nie stwierdzono, z wyjątkiem białek) • Polimeryzacja • Utlenianie • Fragmentacja (odszczepianie grup bocznych)
Sonochemia POLIMERY 2 Spór o mechanizm degradacji • Pierwsze obserwacje degradacji sonochemicznej - lata 30 • W klasycznym ujęciu przypisuje się degradację efektom mechanochemiczym (np. artykuł monograficzny Basedowa i Eberta z 1977 r. i wiele późniejszych publikacji - szczegółowe teorie, kinetyki etc.) • Już od dawna proponowano również mechanizm rodnikowy
Sonochemia POLIMERY 3 Spór o mechanizm degradacji Degradacja mechanochemiczna: • Istnieje dolna graniczna masa cząsteczkowa, poniżej której makrocząsteczki nie ulegają degradacji • Średnia masa cząsteczkowa dąży do tej granicznej wielkości • Rozkład mas ulega zwężeniu Degradacja rodnikowa: • Nie istnieje dolna graniczna masa cząsteczkowa, poniżej której makrocząsteczki nie ulegają degradacji (rodniki atakują zarówno duże, jak i małe cząsteczki) • Średnia masa cząsteczkowa dąży (teoretycznie) do masy cząsteczkowej pojedynczego meru • Rozkład mas zmienia się tak, że Mw/Mn dąży do 2
Sonochemia POLIMERY 4 Degradacja mechanochemiczna
Sonochemia POLIMERY 5 Degradacja mechanochemiczna
Sonochemia POLIMERY 6 Degradacja -- wyniki doświadczalne [S] = (1/M - 1/M0) c
Sonochemia POLIMERY 7 Degradacja -- wyniki doświadczalne
Sonochemia POLIMERY 8 Degradacja -- wyniki doświadczalne
Sonochemia POLIMERY 9 Degradacja - problemy • Wiele faktów świadczy o znacznej roli efektów mechanochemicznych, ale: • „Graniczne masy cząsteczkowe” z doświadczeń są niższe od teoretycznych • Czy na pewno znamy graniczne wartości mas ? • Z pewnością udział mechanizmu rodnikowego zależy od układu i parametrów procesu • Można się spodziewać znacznego udziału mechanizmu rodnikowego w roztworach wodnych przy częstotliwościach w zakresie setek kHz • Doświadczenia - ze zmiataczami wolnych rodników, pułapkami spinowymi itp.
Sonochemia POLIMERY 10 Sieciowanie ? • Czy można sieciować sonochemicznie (hydrofilowe) polimery syntetyczne ?
Sonochemia POLIMERY 11 Piroliza CO, CO2
Sonochemia POLIMERY 12 Polimeryzacja M, I + US 2 R•(1) R•+ M RM•(2) RMn•+ M RMn+1•(3) RMn•+ RMn• P (4) P + US 2 RMn•(5)
Sonochemia POLIMERY 13 Polimeryzacja Styren Metakrylan metylu Metakrylan n-butylu Metakrylan metylu Metakrylan metylu + 0.1% AIBN
Sonochemia POLIMERY 14 Polimeryzacja