Диеновые углеводороды (165753)

Посмотреть архив целиком


















Диеновые углеводороды



Введение


Дие́ны (диеновые углеводороды) — ненасыщенные углеводороды с открытой цепью, содержащие в молекуле две двойные связи и образующие гомологический ряд общей формулы CnH2n−2. Диены являются структурными изомерами алкинов.


Классификация


Диеновые углеводороды различаются расположением двойных связей, такое расположение вследствие эффектов сопряжения связей сказывается на их реакционной способности. Существуют три класса диенов:

  1. Аллены — диены с кумулированными связями, замещённые производные пропадиена-1,2 H2C=C=CH2

  2. Сопряжённые диены или 1,3-диены — замещённые производные бутадиена-1,3 CH2=CH–CH=CH2

  3. Изолированные диены, в которых двойные связи располагаются через две и более простых связи С–С

Наибольшее значение имеют диеновые углеводороды с сопряжёнными двойными связями, в их молекулах двойные связи разделены одной одинарной связью. Например, дивинил СН2=СН–СН=СН2, изопрен СН2=С(СН3)–СН=СН2 и др.

Диеновые углеводороды,

диены, диолефины, непредельные углеводороды с двумя двойными связями. В зависимости от взаимного расположения двойных связей в молекуле различают:

  1. Д. у. с изолированными двойными связями, например пентадиен-1,4


и др. диены типа


по химическим свойствам подобные олефинам;

Олефины, алкены, гомологический ряд ненасыщенных углеводородов общей формулы CnH2n с открытой цепью и одной двойной углерод-углеродной связью; относятся к ациклическим соединениям. Родоначальник ряда этилен CH2 = CH2, поэтому олефины называют также этиленовыми углеводородами.

Этилен и его ближайшие гомологи (пропилен CH2 = CH – CH3, бутены C4H8, амилены C5H10 и др.) часто называют алкиленами.

По Женевской номенклатуре название олефины производят от соответствующих названию насыщенных углеводородов, заменяя окончание "ан" на "ен" и цифрой указывая положение двойной связи, например: этан ® этен (этилен), пропан ® пропен (пропилен), бутан ® бутен-1 ( ) и бутен-2 ( ). Начиная с бутена, в ряду олефины появляются структурные изомеры; кроме того, вследствие наличия в молекуле двойной связи олефины могут существовать в виде геометрических изомеров.

По физическим свойствам от насыщенных углеводородов олефины отличаются мало.

Температуры кипения у них несколько ниже, а плотность несколько выше, чем у алканов с тем же числом атомов углерода в молекуле.

Низшие олефины. (от C2H4 до C4H8)— газы, до C18H36 — жидкости, далее — твёрдые вещества. Все О. бесцветны, практически не растворимы в воде, ограниченно растворяются в спиртах, хорошо — в углеводородах и эфирах.

По двойной связи к олефины легко присоединяются галогены (при этом образуются маслянистые жидкости; отсюда и назв.: франц. olefiant — маслородный), водород, галогеноводороды, вода; при взаимодействии с водными растворами хлора или брома образуются галогенгидрины, при окислении — гликоли, например этиленгликоль, пропиленгликоль, и окиси, например этилена окись, пропилена окись.

Олефины легко изомеризуются, а также полимеризуются и сополимеризуются с образованием ценных продуктов. Важное свойство олефинов. — высокая алкилирующая способность.


Полиолефины


Полиолефины, высокомолекулярные соединения общей формулы



образующиеся при полимеризации или сополимеризации ненасыщенных углеводородов — олефинов (R, R'=H, CH3, C2H5 и т.п.). Из полиолефины наиболее широко известны полиэтилен (R=R'=H) и полипропилен (R=H, R'=CH3).

П. характеризуются высокой степенью кристалличности, обусловливающей достаточную механическую прочность, высокими диэлектрическими показателями, устойчивостью к действию агрессивных веществ (кроме сильных окислителей, например HNO3). Однако полиолефины обладают низкой адгезией к металлическим и др. поверхностям. Для повышения адгезии в макромолекулы полиолефины (сополимеризацией или обработкой полимера) вводят полярные группы ( , —СООН и др.). Это даёт возможность существенно расширить области применения полиолефинов.

По масштабу промышленного производства и широте областей применения (плёнки и волокна, электроизоляционные покрытия, литьевые изделия и др.) Полиолефины не имеют себе равных среди термопластичных материалов. Из производимых промышленностью полиолефины наряду с полиэтиленом и полипропиленом большое значение имеют также их сополимеры — этилен-пропиленовые каучуки. Это обусловлено как ценными техническими свойствами указанных полиолефины., так и наличием для их производства дешёвого и доступного нефтехимического сырья — этилена и пропилена. В 1973 мировое производство полиэтилена составило около 10 млн. т, полипропилена — около 2,4 млн. т. Промышленное значение имеют полиизобутилен (R=R'=CH3), а также сополимеры изобутилена.


Этиленпропиленовые каучуки


Этиленпропиленовые каучуки, синтетические каучуки, продукты сополимеризации этилена с пропиленом или двух этих мономеров с диолефином, содержащим несопряженные двойные связи (например, с 1,4-гексадиеном CH2=CH— CH2— CH=CH— CH3). Молекулярная концентрация звеньев пропилена в макромолекуле Э.-п. к. 20—60%, звеньев диолефина—0,5—3,0%. Молекулярная масса каучуков 80 000—250 000, плотность 0,85—0,87 г/см2, температура стеклования от —55 до —70°С, удельное объемное электрическое сопротивление 5 × 1015 ом×см, электрическая прочность 28— 32 Мв/м, или кв/мм, тангенс угла диэлектрических потерь (1—2)×10—3.

Этиленпропиленовые получают координационной полимеризацией в среде углеводородных растворителей, например н-гексана. Каучуки, синтезируемые из смеси трех мономеров (отечественная марка СКЭПТ), содержат в макромолекуле ненасыщенные связи и поэтому способны к вулканизации обычными серосодержащими системами. Сополимеры этилена с пропиленом (СКЭП) вулканизуются органическими перекисями.

В резинах на основе Э.-п. к. хорошие прочностные и эластичные свойства сочетаются с высокой озоно-, тепло- и морозостойкостью, устойчивостью к действию многих органических растворителей, щелочей и кислот, а также с отличными диэлектрическими характеристиками. Э.-п. к. типа СКЭП применяют главным образом для изоляции проводов и кабелей; типа СКЭПТ — в производстве различных резинотехнических изделий, например шлангов, уплотнителей. В шинной промышленности эти каучуки используют ограниченно из-за низкой прочности связи резин на их основе с кордом.

В небольших масштабах в промышленности (США, ФРГ) получают полибутен-1, характеризующийся отсутствием ползучести; его применяют для изготовления труб. Производятся также П., обладающие повышенной теплостойкостью, например, в Великобритании и США — поли-4-метилпентен-1 (теплостойкость по Вика 180 °С); в СССР разработан метод получения поливинилциклогексана (теплостойкость по Вика 225 °С). П. такого типа перспективны для ряда областей применения в медицинской, радиоэлектронной и др. отраслях промышленности.

Основной источник получения в промышленности — продукты переработки нефти и природных газов. В лабораторных условиях получают дегидратацией спиртов:


CH3 – CH2OH ® CH2 = CH2 + H2O;


пиролизом сложных эфиров карбоновых кислот, Виттига реакцией и др.

Благодаря высокой реакционной способности, доступности и дешевизне широко используют в нефтехимическом синтезе, для получения пластических масс, некоторых каучуков синтетических, волокон химических и др. промышленно важных продуктов.


  1. С кумулированными двойными связями



составляющие класс алленов;

3) С сопряжёнными (чередующимися) двойными связями, например бутадиен-1,3 (дивинил),



2-метилбутадиен-1,3 (изопрен),


CH2 = С (СН3) — CH = CH2,


2-хлорбутадиен-1,3 (хлоропрен),


CH2 = CCl — CH = CH2,


циклопентадиен



и др. Обычно под термином диеновые подразумевают соединения с сопряжёнными двойными связями. В таких соединениях имеет место сопряжение p-связей и образование единого p-электронного облака, что обусловливает повышение энергии образования молекулы, некоторое усреднение расстояний между атомами углерода диеновой системы, высокую поляризуемость молекулы и способность её вступать, наряду с обычными реакциями присоединения по двойным связям (1,2-присоединение), в реакции присоединения по концам сопряжённой системы (1,4-присоединение). Так, бутадиен-1,3 присоединяет молекулу брома с образованием 3,4-дибромбутена-1 и 1,4-дибромбутена-2:



К типу 1,4-присоединения относится диеновый синтез. Сопряжённые диены (например, бутадиен, изопрен, хлоропрен) легко полимеризуются и сополимеризуются, образуя полимеры и сополимеры, обладающие высокоэластическими свойствами Каучуки синтетические). Стереоспецифической полимеризацией изопрена синтезирован каучук, по структуре идентичный натуральному


Каучуки синтетические


Каучуки синтетические, синтетические полимеры, которые, подобно каучуку натуральному, могут быть переработаны в резину.

Все каучуки синтетические делят обычно на каучуки общего и специального назначения (см. табл.). Первые применяют в производстве изделий, в которых реализуется основное свойство резин — высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортёрные ленты, обувь и др.), вторые — в производстве таких изделий, которые должны обладать стойкостью к действию растворителей, масел, кислорода, озона, тепло-и морозостойкостью (т. е. способностью сохранять высокоэластические свойства в широком диапазоне температур) и др. специфическими свойствами. Классификация каучуков синтетических по областям их применения в известной мере условна, т. к. многие каучуки обладают комплексом свойств, позволяющим применять их как каучуки общего и специального назначения. С др. стороны, к некоторым изделиям общего назначения иногда предъявляют специального требования. Так, выпускают морозостойкие шины, масло- и бензостойкую резиновую обувь и др. Разработаны полимеры, называют термоэластопластами, в которых сочетаются свойства эластомеров и термопластичных полимеров; благодаря этому они могут быть переработаны в резиновые изделия, минуя стадию вулканизации. Особые группы К. с.: водные дисперсии каучуков (латексы); жидкие каучуки (олигомеры, отверждающиеся с образованием резиноподобных материалов); наполненные каучуки.


Случайные файлы

Файл
104372.rtf
3388-1.rtf
24538-1.rtf
13735-1.rtf
116547.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.