Основные химические свойства углеводородов полимеризация

!Связи между атомами углерода, содержащие более одной валентной связи, называются ненасыщенными.

Характерной особенностью таких связей является то, что атомы используют незадействованную связь для присо­единения дополнительных атомов с высокой активностью, например галогенов. При этом образуется абсолютно новое вещество. Галогенизированные углеводороды используют в химической промышленности в качестве различно­го рода отвердителей или охлаждающих агентов.

Для ненасыщенных углеводородов свойственна реакция полимеризации, которая может протекать только при определенных температуре и давлении.

! Полимеризация — способность молекул соединяться друг с другом и образовывать макромолекулы, т. е. очень большие молекулы, в некоторых случаях состоящие из нескольких тысяч простых молекул этого вещества.

Обычно для ускорения реакции используют катализаторы, которые увеличивают скорость протекания реакции, однако сами в ней химически не участвуют.

Пример;

Винилхлорид

Пропилен

Стирал

Мономер (СН2=СНСl) (СНзСН=СН2) (СН2=С6Н)

Полимер

- (СН2-СНСl)n -

- (СнсНз-сн2)n –

- (СНС6Н5-СН2)n -

Во время полимеризации протекает цепная реакция, вовлекая в процесс все большее и большее количество молекул до тех пор, пока вся жидкость не превратится в твердый полимер.

Димеризация — это начальная стадия полимеризации, при которой только две молекулы непредельных угле­водородов соединяются между собой. Однако из-за внешних условий (давления и температуры) дальнейшее соедине­ние молекул между собой не происходит. В большинстве случаев при соединении двух одинаковых молекул углеводо­родов образуется новое вещество, которое делает груз непригодным для его использования. Наиболее часто реакция димеризации происходит при транспортировке 1,3-бутадиена (цифрами обозначаются атомы углерода, после которых располагается двойная связь). В результате реакции образуется новое вещество — винилциклогексан:

Наличие в грузе димеров строго лимитировано, например, в бутадиене их концентрация не должна превышать 50 ррм (Part per million). Содержание димеров в бутадиене имеет линейную зависимость от температуры.

Катализаторы

Одним из простейших катализаторов, который используют в химической индустрии при производстве пластмасс, являются перекиси различных элементов. Перекиси содержат в молекуле два атома кислорода, соединенных между собой.

с-о-о-с

перекись бензола

Наличие такой связи обеспечивает их легкий переход в химические радикалы, что и вызывает реакцию поли­меризации.

Примерами могут служить:

перекись водорода Н — О — О — Н

Во время полимеризации протекает цепная реакция, вовлекая в процесс все большее и большее количество молекул до тех пор, пока вся жидкость не превратится в твердый полимер.

Все перекиси чрезвычайно взрывоопасны, поэтому обращаться с ними требуется чрезвычайно осторожно. Пере­киси могут покрывать тонким слоем стенки трубопроводов, переборки танков и контейнеров. Эти вещества весьма нестабильны, и любое внешнее воздействие (солнечный свет, удар и пр.) на них может привести к взрыву, особенно если они находятся в большом количестве и под действием высокой температуры. В таком случае даже незначитель­ное трение может привести к взрыву.

Некоторые ненасыщенные углеводороды, соединяясь с кислородом воздуха, также могут образовывать переки­си, что может вызвать спонтанную реакцию полимеризации. Для предотвращения объединения молекул перекисей с ненасыщенными углеводородами необходимо, чтобы содержание кислорода в танке и трубопроводах было очень низким. Вот почему при перевозке некоторых грузов, например бутадиена или винилхлорида, содержание кислорода в танках не должно превышать 0,2—0,3%.