Общие сведения о полимерах

 

Полимерами называются вещества, характеризующиеся многократ-ным повторением одного или нескольких повторяющихся звеньев, соединенных между собой в количестве, достаточном для проявления комплекса свойств, который остается практически неизменным при добавлении или удалении одного или нескольких составных звеньев.

В молекуле полимера химически связаны и закономерно повторяются остатки исходного вещества – мономера. Характерной особенностью полимеров является значительная величина молекул, имеющих форму длинных цепей, и состоящих из многих сотен и тысяч атомов. Из-за большой величины их называют макромолекулами.

Молекулярная масса макромолекулы определяется числом повторяющихся структурных звеньев [n], которое называется степенью полимеризации. Она может колебаться от нескольких единиц до многих сотен и тысяч.

 

n×´×(CH2=CH2) (~ CH2 – CH2 ~)n степень полимеризации

этилен полиэтилен

мономер полимер

 

Если степень полимеризации (поликонденсации) невелика (от 500 до 5000), продукты полимеризации или поликонденсации называются олигомерами.Олигомер – это вещество, молекулы которого содержат составные звенья, соединенные повторяющимся образом друг с другом; комплекс свойств которого изменяется при удалении или добавлении составных звеньев.

Получение полимерных материалов происходит в основном с помощью двух реакций: реакции полимеризации и реакции поликонденсации.

Реакция полимеризации – это процесс образования ВМС, при котором молекула образуется путем последовательного присоединения молекул одного или нескольких мономеров к растущему активному центру. Она происходит без выделения побочных продуктов. По этой реакции получают полиэтилен, поливинилхлорид, поливинилацетат, полистирол.

Процесс полимеризации состоит из ряда элементарных реакций и включает:

 

образование активного центра М → М ۠;

рост цепи М + М1 → М۠2, М۠2 + М1 → М۠3, М۠n-1 + М1 → М۠n;

обрыв цепи М۠n → Мn,

 

где М — молекула мономера; М۠ – активный центр;

М۠1, М۠2, М۠3 –растущий радикал или ион; Мп –молекула полимера.

 

Эти реакции могут осуществляться многими способами и протекать по разному механизму, что определяется химической природой промежуточных продуктов полимеризации. Если промежуточные частицы достаточно стабильны, полимеризацию называют ступенчатой. Если эти частицы не стабильные — полимеризацию называют цепной. Процесс цепной полимеризации протекает очень быстро, почти мгновенно.

Присоединение молекул мономера друг к другу и к промежуточным продуктам реакции происходит миграцией атомов или их групп. Скорость реакции определяется температурой процесса, концентрацией и природой катализатора; при этом, чем выше температура и продолжительность процесса, тем больше молекулярная масса полимера.

В реакции ступенчатой полимеризации могут участвовать однородные и разнородные молекулы, а также циклические соединения:

При участии в реакции двух мономеров молекулярная масса образуемого полимера зависит от соотношения исходных компонентов. При эквимолекулярном соотношении компонентов получаются полимеры с максимальной молекулярной массой.

 

Реакция поликонденсации – это процесс образования полимерных соединений из мономеров, имеющих реакционноспособные группы, сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных веществ (воды, спирта, хлористого кислорода, углекислого газа) или без выделения побочных продуктов. Элементарный состав и масса полимера, полученного по реакции поликонденсации с выделением низко-молекулярных соединений (НМС), отличается от состава и молекулярной массы исходных веществ. Молекулярная масса полимера, полученного по реакции поликонденсации без выделения НМС, равна сумме молекулярных масс вступивших в реакцию мономеров. Полимеры, полученные по этой реакции, нашли более широкое применение в качестве связующих, клеев и пленкообразователей. Это карбамидоформальде-гидные, меламиноформальдегидные, фенолоформальдегидные смолы, ненасыщенные эфиры, полиуретаны, полиамиды др.

 








Дата добавления: 2015-06-22; просмотров: 1750;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.