12 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 измономеров– исходных веществ.
Соединение мономеров в полимер происходит при определенных давлении, температуре и в присутствии катализатора (т. е. вещества, способствующего протеканию реакции полимеризации).
HHнеполярный
| | гомоцепный
этилен [ – С – С – ]n
полипропилен | |
бутадиен HH
стирол
О полиамид (капрон, нейлон)
| гетероцепный,
[– С – N – ]nполярный
|
Н
Н Hполивинилхлорид
| | гомоцепный
[ – С – С – ]nполярный
| |
Н Cl
F F фторопласт
| | гомоцепный
[– C–C– ]nнеполярный
| |
FF
полиформальдегид
Hгетероцепный
| 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
| | | |
HHHH
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).