Полимеризация винилкарбазола

Способность образовывать высокомолекулярные соединения с практической точки зрения является самой известной химической реакцией мономерного винилкарбазола. Эта способность была открыта совершенно случайно при попытке получить соответствующую карбаминовую кислоту путем окисления винильной группы.

Винилкарбазол подвергается как катионоидной, так и радикальной полимеризации и тем самым разительно отличается от виниловых эфиров, которые полимеризуются исключительно при действии кислых реагентов. Катионоидную полимеризацию винилкарбазола можно вызвать обычными комплексообразующими катализаторами, например хлоридами цинка, алюминия и олова или фтористым бором; радикальная полимеризация происходит под влиянием повышенной температуры или при облучении активными лучами и, наконец, при действии органических и неорганических перекисей, перкислот и их солей.

Хотя способы полимеризации винилкарбазола с применением упомянутых инициаторов описаны во многих патентах, однако все получающиеся при этом полимеры не находят практического применения благодаря их неполноценности. Поливинилкарбазол с высоким молекулярным весом, отличающийся устойчивостью к действию повышенной температуры и химических реагентов, а также необычайно низкой диэлектрической проницаемостью, получается только при так называемой щелочной окислительной полимеризации в эмульсии. Процесс ведут под давлением в стальных реакторах, снабженных рубашкой и нагреваемых перегретым паром до температуры 120—180°. Реакторы имеют также эффективное перемешивающее устройство. Процесс проводят при давлении около 18 атм. Специальным инициирующим агентом является бихромат натрия или калия в щелочной среде. Эмульгатор берут в количестве 0,4%. Процесс можно вести непрерывно. Получающийся полимер сушат, распыляя его в горячем газе. К получению высокополимера с аналогичными свойствами приводит также полимеризация винилкарбазола в растворе жидкого сернистого ангидрида при температуре от –70 до –10°.

Высокомолекулярный поливинилкарбазол, называемый в Германии «лувикан», а в США «полектрон», представляет собой серую или коричневую массу, напоминающую своими диэлектрическими свойствами полистирол. Однако он обладает большей теплостойкостью и необычайно низкой диэлектрической проницаемостью.

Поливинилкарбазол устойчив к действию разбавленных оснований и кислот, включая фтористоводородную кислоту; его разрушают только концентрированные серная и азотная кислоты при нагревании. Поливинилкарбазол не растворяется в алифатических и насыщенных алициклических углеводородах, спиртах, простых эфирах, четыреххлористом углероде и смазочных маслах, однако растворяется в ароматических углеводородах и в некоторых хлорпроизводных, например в хлорбензоле, хлороформе, дихлорэтане и в трихлорэтилене.

Вследствие высокой температуры размягчения переработка поливинилкарбазола требует применения высоких температур (свыше 200°). Поэтому более выгодно получать смешанные полимеры, свойства которых, в первую очередь диэлектрическая проницаемость, являются практически такими же, как и свойства самого поливинилкарбазола; более низкая температура размягчения облегчает их переработку. Кроме того, прибавление небольшого количества винилкарбазола к другим полимерам значительно улучшает механические и термические свойства получающихся пластических масс. Так, например, полиизобутилен с 2% винилкарбазола по упругости приравнивается к природному каучуку. Его можно вулканизировать, а по устойчивости к действию повышенной температуры он превосходит как сам полиизобутилен, так и каучук. Сополимер с этиленом обладает значительной гибкостью, прочностью на разрыв и высокой вязкостью, поэтому из него изготовляют прослойки для предохранения стекла от растрескивания.

Поливинилкарбазол и его сополимеры применяются как замечательные изоляционные материалы в высокочастотной электротехнике.

Copyright © 2007-2013 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить контрольную по химии