Полимеры, их основные свойства и классификация

Полимерами называются соединения, молекулы которых состоят из большого количества атомных группировок, соеди­ненных между собой химическими связями. Основными источни­ками сырья для производства синтетических полимеров являются нефть, природные газы и уголь. На основе полимеров получают пластмассы, лакокрасочные покрытия, клеи, волокна, пленки и другие материалы.

Исходное вещество, из которого образуется полимер, называ­ется мономером. Многократно повторяющиеся группировки, которые являются остатками мономеров, называются звеньями. Большая молекула, составленная из звеньев, называется мак­ромолекулой или полимерной цепью. Число звеньев в полимерной цепи называется степенью полимеризации. Полимеры со сравнительно невысокой степенью полимеризации называются олигомерами (от греч. oligos — немногий, незначительный).

Полимеры, полученные из одного вида мономера, называются гомополимерами. Полимерные соединения, макромолекулы которых содержат несколько видов мономерных звеньев, назы­ваются сополимерами или смешанными полимерами.

По происхождению полимеры разделяют на природные, син­тетические и искусственные. Типичными представителями при­родных полимеров являются целлюлоза, крахмал, натуральный каучук.

Синтетические полимеры представляют собой продукт синтеза, т.е. целенаправленного получения сложных веществ из более простых. Искусственные полимеры получают путем обра­ботки (т.е. модифицирования) природных. Например, нитро­целлюлоза

По химическому составу макромолекул различают органиче­ские, неорганические и элементоорганические полимеры.

Органические полимеры — наиболее многочисленная группа полимеров. К органическим относят полимеры, макромолеку­лы которых содержат атомы углерода, водорода, азота, хлора, фтора, входящие в состав главной цепи и боковых групп.

Элементоорганические полимеры содержат в составе главной цепи атомы кремния, титана, алюминия и других неорганиче­ских элементов, которые сочетаются с органическими радикалами. В природе такие соединения не встречаются. Наиболее распро­страненными являются кремнийорганические соединения, или

силиконы.

Неорганические полимеры — это полимеры, макромолекулы которых не содержат атомов углерода. Например, силикатные стекла, керамика, слюда, асбест. Основу этих полимеров состав­ляют атомы кремния, магния, алюминия и др.

Полимерные материалы изменяют свои свойства при нагре­вании. По этому признаку различают термореактивные и тер­мопластичные полимеры.

Термореактивные- полимеры (реактопласты) при нагревании выше определенных температур, характерных для данного типа по­лимеров, становятся неплавкими и практически нерастворимыми.

Термопластичные полимеры (термопласты) могут многократ­но расплавляться при повышении температуры и вновь отверде­вать. Это позволяет изношенные и бракованные детали из термо­пластов, а также различные отходы их переработки утилизировать и перерабатывать. Свойства полимера при этом существенно не

изменяются.

В процессе получения полимерного соединения мономерные звенья выстраиваются в определенную цепь. По структуре, т.е. по характеру строения полимерных цепей, различают полиме­ры с линейной, разветвленной и сетчатой, т.е. сшитой, структу­рой (рис. 33).

Макромолекулы линейных полимеров представляют длинные неразветвленные цепи повторяющихся мономерных звеньев. В макромолекулах разветвленных полимеров выделяют главную (основную) молекулярную цепь, к которой химическими связями присоединены короткие боковые цепи. В сетчатых полимерах макромолекулы соединены друг с другом поперечными химиче­скими связями, образуя трехмерную пространственную структуру.