Полиамиды, полиуретаны, полимочевины

При изучении процессов поликонденсации веществ, способных к образованию связей

, были получены важные практические результаты. Оказалось, что образующиеся высокомолекулярные продукты обладают рядом ценных свойств и могут быть использованы для производства синтетических вo-локон, пластических масс, пленочных материалов и покрытий. Особый интерес как материалы для производства синтетических волокон представляют полиамиды, содержащие амидные группировки

, такие же, как в природных полипептидах, к числу которых относится натуральный шелк. Один из видов синтетических полипептидовполимеры α-аминокислот — был рассмотрен на стр. 806. Технические полиамиды получают поликонденсацией аминокислот (или их лактамов) с удаленными друг от друга амино- и карбоксильными группами или поликонденсацией дикарбоновых кислот с диаминами.

При поликонденсации адипиновой кислоты с гексаметилендиамином получается полигексаметиленадипамид, широко известный под названиями найлон и анид:

Поликонденсация ζ-аминоэнантовой кислоты приводит к полиэнантоамиду (волокно энант):

Полимеризацией ε-капролактама получают поликапроамид (капрон, или перлон):

Высокомолекулярные полиамиды плавятся при довольно высокой температуре и в расплавленном состоянии легко вытягиваются в чрезвычайно прочные нити. Скручиванием пучков таких нитей получаются красивые синтетические волокна, по тепло- и электроизоляционным свойствам близкие к натуральному шелку, а в некоторых отношениях превосходящие его. Из полиамидов изготовляются также износостойкие пластические массы.

Полиуретанами называются продукты, содержащие уретановую группировку

, в состав которой входит амидная группа. Полиуретаны получают главным образом полимеризацией диизоцианатов с гликолями. Например, полимеризацией гексаметилендиизоцианата с бутандиолом-1,4 получается полиуретан, выпускаемый под фирменным названием «перлон U»:

Поликонденсация дихлоругольных эфиров гликолей с диаминами также приводит к образованию полиуретанов:

Полиуретаны имеют более низкую температуру плавления, чем полиамиды, но обладают другими ценными физико-механическими свойствами. Первой областью применения полиуретанов было изготовление щетины. В дальнейшем они стали применяться также для производства пластмассовых изделий и особенно успешно — для лаков и клеев.

Если на диизоцианаты действовать не двухатомными спиртами, как при получении полиуретанов (см. выше), а диаминами, то получаются высокомолекулярные полимочевины, являющиеся полиамидами угольной кислоты:

Полимочевины содержат группировку

и, следовательно, близки по строению как к полиамидам, так и к полиуретанам. Эти полимеры плавятся при более высокой температуре, чем полиамиды и полиуретаны, но менее термостойки. Полимочевины пригодны для изготовления волокон и пластических масс; важной областью их применения является отделка тканей.

Широкое техническое применение имеют аминопласты пластические массы на основе продуктов поликонденсации формальдегида с мочевиной, тиомочевиной и меламином.

При осторожном проведении конденсации мочевины с формальдегидом в присутствии щелочей сначала образуются, в зависимости от взятого соотношения компонентов, два мономерных кристаллических продукта: монометилолмочевина NH2—CO—NH—СН2ОН (т. пл. 110° С) и диметилолмочевина НОСН2—NH—СО—NH—СН2ОН (т. пл. 125°С). При дальнейшем нагревании метилольные производные, отшепляя элементы воды, превращаются, особенно легко в кислой среде, в ненасыщенные метилен- и диметиленмочевину

которые и полимеризуются, давая линейные и трехмерные высокополимерные структуры, например:

Сначала получаются легкоплавкие растворимые полимеры, при дальнейшем нагревании затвердевающие с образованием твердых, блестящих, нерастворимых, неплавких смол, из которых изготовляются различные бытовые и технические изделия.

При конденсации меламина с формальдегидом образуются аналогичные продукты, построенные, вероятно, с сохранением циклических структур меламина.

ancor2