Тема 12. Синтез полимеров

Полимеризация Полимеризацией называется реакция соединения мономерных молекул с раскрытием двойной (или тройной) связи, которая не сопровождается выделением побочных продуктов и протекает без изменения состава реагирующих веществ, т.е. элементный состав мономера и полимера одинаков.

Процесс полимеризации является цепной реакцией, состоящей из трех элементарных актов: 1.Образования активного центра на мономере 2.Роста цепи 3.Обрыва цепи В зависимости от характера активных центров, инициирующих цепной процесс, различают: Радикальную полимеризацию Ионную полимеризацию

Радикальная полимеризация Активными центрами являются свободные радикалы. В зависимости от способа образования свободных радикалов инициирование может быть: Термическим (нагрев) Фотохимическим (квант света) Радиационным (под воздействием ускоренных электронов Химическим (инициаторы) – в качестве инициаторов применяют пероксиды, гидропероксиды. Для всех типов радикальной полимеризации установлено, что молекулярная масса цепи тем выше, чем меньше скорость последней стадии – обрыва цепи.

Ионная полимеризация Ионная полимеризация протекает под действием катализаторов или каталитических систем в присутствии растворителей. Различают катионную и анионную полимеризацию. Катионная полимеризация протекает под действием электроноакцепторных веществ – кислот, катализаторов Фриделя-Крафтса, при этом растущая макромолекула переносит по цепи положительный ион карбония Анионная полимеризация протекает в присутствии электронодонорных веществ – металлоорганических соединений, алкоголятов щелочных металлов, амида натрия. Растущая концевая группа макромолекулы несет отрицательный ион карбония

В промышленности используются следующие способы проведения полимеризации: В газовой фазе В блоке (в массе) В растворе В эмульсии В суспензии Методом полимеризации получают полиэтилен высокой и низкой плотности, поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат, поливинилацетат, их сополимеры, полиакрилонитрил, политетрафторэтилен.

Поликонденсация Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений из би-, три- или многофункциональных низкомолекулярных соединений (мономеров), протекающий по механизму замещения и обычно сопровождающийся выделением низкомолекулярных побочных продуктов. При этом элементный состав полимера не совпадает с элементным составом исходных веществ.

Поликонденсация представляет собой ступенчатый процесс: рост цепи происходит в результате взаимодействия молекул мономера друг с другом, а также с промежуточными продуктами – димерами, тримерами, олигомерами и растущими полимерными молекулами. В промышленности применяются способы поликонденсации в расплаве, растворе и на границе раздела двух фаз

Методом поликонденсации получают фенолформальдигидные, эпоксидные смолы и полимеры, полиэфиры (например, полиэтилентерефталат), ароматические полиэфиры (полиакрилаты), поликарбонаты, полиамиды, полисилоксаны (кремнийорганические полимеры).

Химическая модификация полимеров При химической модификации исходный полимер подвергается химическим воздействиям, в результате чего он превращается в новый полимер иного химического строения. Химическая модификация осуществляется путем замещения некоторых атомов или групп в полимерной цепи на другие атомы или группы