Ключевые слова: полимер, мономер, полимеризация, поликонденсация, пластмассы, эластомеры, каучуки, резины.
Высокомолекулярными соединениями (ВМС), или полимерами, называют сложные вещества сбольшими молекулярными массами (порядка сотен, тысяч и миллионов), молекулы которых построены из множества повторяющихся элементарных звеньев, образующихся в результате взаимодействия и соединения друг с другом одинаковых или разных простых молекул – мономеров.
Классификация полимеров:
I. По методам получениявыделяютприродные – ВМС растительного и природного происхождения (крахмал, целлюлоза, белки, природные каучуки) и химические: 1) искусственные ВМС–получают путем переработки природных ВМС (эфиры целлюлозы и т.д.); 2) синтетические ВМС – получают путем синтеза из низкомолекулярных веществ (полиэтилен, полистирол, синтетические каучуки, лавсан, капрон, нитрон).
Получение полимеров из низкомолекулярных веществ может быть осуществлено двумя путями:
1. Реакция полимеризации — процесс, в результате которого молекулы низкомолекулярного соединения (мономера) соединяются друг с другом при помощи ковалентных связей, образуя новое вещество (полимер), молекулярная масса которого в целое число раз больше, чем у мономера; полимеризация характерна, главным образом, для соединений с кратными (двойными или тройными) связями, например для этилена:
Полимеризацией также получают полипропилен, бутадиеновый каучук, полистирол, тефлон, полиметилметакрилат.
2. Реакция поликонденсации — процесс образования полимера из низкомолекулярных соединений, содержащих две или несколько функциональных групп, сопровождающийся выделением за счет этих групп таких веществ, как вода, аммиак, галогеноводород и т. п.; состав элементарного звена полимера в этом случае отличается от состава исходного мономера. Поликонденсацией получают фенолоформальдегидные смолы (ФФС) из формальдегида и фенола. Процесс сопровождается выделением воды:
Частным случаем полимеризации является сополимеризация – процесс образования полимеров из двух или нескольких различных мономеров. Например, получение бутадиен-стирольного каучука:
II. По свойствам и применениювыделяют следующие полимеры:
1. Пластмассы (термореактивные и термопластичные):
Термопластичные
Термореактивные
1. Линейные полимеры
2. Отсутствуют прочные связи между цепями
3. Легко плавятся, используются для переплавки
Примеры: полиэтилен, плексиглас (полиметилметакрилат)
1. Сетчатые полимеры
2. Существуют прочные связи между отдельными цепями
3. С трудом плавятся, не подвергаются переплавке
Примеры: ФФС, эбонит
2. Эластомеры (каучуки, резина)
Каучуки – природные или синтетические продукты полимеризации некоторых диеновых углеводородов с сопряженными связями:
1. Натуральный каучук
Сок дерева гевея («као чоу» - слезы дерева)
2. Синтетические каучуки
Бутадиеновый
Изопреновый
Хлоропреновый
Бутадиен-стирольный
Резины – эластичные материалы, получаемые вулканизацией каучука (взаимодействием каучуков с серой, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку):
В зависимости от количества серы (по масс.) выделяют мягкие резины
(5-10% S) и твердые резины (>30% S).
Контрольные вопросы:
1. Что такое ВМС? Классификация ВМС по способу получения.
2. Что такое термопластичные и термореактивные пластмассы?
3. Чем каучук отличается от резины?
Список рекомендуемой литературы:
1. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н.Л. Глинка. - М.: КНОРУС, 2009. - С. 512 - 519.
2. Коровин Н.В. Общая химия: учебник для технических направл. и спец. вузов - 7-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2006. - С. 450 - 476.
Л.Н. Зорина