Глава 12. Органическая химия

12.6. Полимеры

Полимерами называют высокомолекулярные соединения, состоящие из одной, двух или более малых молекул (звеньев), которые связаны между собой химической связью. Полимеры получаются методами полимеризации и поликонденсации. Исходные для образования полимера молекулы (мономеры) должны быть по крайней мере двухфункциональными.

Полимеризация – реакция образования полимера без образования низкомолекулярных продуктов. В качестве мономера используется молекула, содержащая кратную связь. При полимеризации этилена роль бифункциональной структурной единицы играет двойная связь, которая под влиянием инициатора (например, органического пероксида перикиси бензолоила (C₆H₅COO)₂), легко переходит в радикальное состояние R∙; присоединение радикала создает условия для роста цепи:

+→		инициирование
		рост цепи

Для реакции полимеризации характерны три стадии: инициирование, рост цепи и обрыв цепи:

обрыв цепи

Этот тип полимеризации называется радикальным.

Модель 12.5. Полимеризация

Полимеризация может инициироваться катионами или анионами (ионами). Ионная полимеризация включает те же стадии (инициирование, рост цепи, обрыв цепи). Инициаторами катионной полимеризации могут быть H⁺, неорганические апротонные кислоты SnCl₄, AlCl₃, металлоорганические соединения Al(C₂H₅)₃. Инициаторами анионной полимеризации обычно служат электронодонорные соединения (щелочные металлы, их алкоголяты и т. д.).

Катионная полимеризация:

+
+→		и т. д.

Анионная полимеризация:

+
+
		рост цепи
+		обрыв цепи

Полимеризация может осуществляться между разными мономерами. Такие соединения называют сополимерами. В табл. 12.9 приведены примеры полимеров и сополимеров, получаемых реакцией полимеризации.

Мономер Мономерное звено Полимер этилен   полиэтилен винилхлорид   поливинилхлорид стирол   полистирол бутадиен-1,3   полибутадиен стирол   +   бутадиен-1,3        полистиролбутадиен

Таблица 12.9 Важнейшие полимеры и сополимеры

Поликонденсация сопровождается образованием полимера и низкомолекулярного соединения (H₂O, HCl, NH₃ и т. п.). Мономеры должны содержать минимум две функциональные группы.

Типичная реакция поликонденсации лежит в основе получения фенолформальдегидных смол

(n + 2)

+

n

+

n

или полиэфирных соединений

+

+ n

В табл. 12.10 приведены наиболее типичные примеры, получаемые реакцией поликонденсации.

Мономеры Полимерная связь Полимер полиэфир + 2 фенолформальдегидный полимер или   полиамид + полиангидрид + поликарбамид

Таблица 12.10 Важнейшие полимеры и сополимеры