Полимеры и их классификация

Полимеры (высокомолекулярные соединения) – это вещества, молекулы которых состоят из очень большого количества повторяющихся одинаковых элементарных звеньев, соединенных между собой химическими связями. Полимеры получают из мономеров – исходных веществ.

Соединение мономеров в полимер происходит при определенных давлении, температуре и в присутствии катализатора (т. е. вещества, способствующего протеканию реакции полимеризации).

H H неполярный

| | гомоцепный

этилен [ – С – С – ]_n

полипропилен | |

бутадиен H H

стирол

О полиамид (капрон, нейлон)

| гетероцепный,

[– С – N – ]_n полярный

|

Н

Н H поливинилхлорид

| | гомоцепный

[ – С – С – ]_n полярный

| |

Н Cl

F F фторопласт

| | гомоцепный

[– C – C – ]_n неполярный

| |

F F

полиформальдегид

H гетероцепный

| неполярный

[– C – O –]_n

|

H

По методам получения полимеры подразделяют на:

1) полимеризационные, т. е. получаемые без выделения побочных продуктов n · A^’ → [ - A - ]_n

Полимеризация – это процесс соединения мономерных молекул в макромолекулы за счет перераспределения связей в молекуле мономера.

Например: этилен, мономолекула (CH₂ = CH₂)

n(CH₂ = CH₂) → CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ → (– CH₂ – CH₂ –)_n

H H H H

| | | |

n (C = C) → (– C – C –)_n n – степень полимеризации

| | | |

H H H H

2) поликонденсационные, т. е. получаемые с выделением побочных продуктов n · A^’ → [– B ]_n + n · C

Конденсация – образование высокомолярных соединений из низкомолярных с выделением побочных веществ (воды, хлора, аммиака и др.). В название добавляется слово “смола”, например, фенол + формальдегид = фенолформальдегидная смола.

Полимеры классифицируют по форме макромолекулы (рис. 1):

а) линейные;

б) разветвленные (полиизобутилен);

в) лестничные (кремний органические полимеры);

г) сетчатые; высокая хрупкость,

д) пространственные. не способны размягчаться.

Рисунок19 - Макромолекулы полимера

Линейные и разветвленные – термопластичны, т. е. обратимо изменяют свойства при изменении температуры, их можно многократно переводить из жидкого (мягкого) состояния в твердое при сохранении исходных свойств. Они хорошо растворяются в растворителях.

Лестничные, сетчатые и пространственные – термореактивные, т. е. необратимо меняют свойства при изменении температуры. Они нерастворимы в растворителях.

Основной недостаток полимеров – разрушение основной цепи макромолекулы (деструкция) под действием внешних факторов (тепла, света, кислорода, радиации, механического воздействия).