|
Полимеры, химические соединения с высокой молекулярной массой, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся группировок (мономерных звеньев). Атомы, входящие в состав макромолекул, соединены друг с другом силами главных и (или) координационных валентностей. По происхождению полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен, полипропилен, феноло-формальдегидные смолы. Высокомолекулярные соединения получают из мономеров полимеризацией, сополимеризацией, поликонденсацией и методами привитой полимеризации и блокполимеризации.
При проведении полимеризации совмещают воздействие тепла и химических веществ (катализаторы или инициаторы). На процесс полимеризации большое влияние оказывает температура, которая резко повышает или скорость роста цепи, или обрыв цепи полимера, что ведет к уменьшению молекулярного веса полимера и средней степени полимеризации, поэтому поддерживают оптимальную температуру процесса.
В описанных процессах полимеризации, как правило, образуются полимеры аморфной структуры с неупорядоченным пространственным расположением боковых групп вдоль оси макромолекулы. Применение комплексных катализаторов, состоящих из металлоорганических соединений А1(С 2 Н 5 ) 3 и хлоридов металлов переменной валентности (TiCI 2 , TiCl 4 ), обеспечивает получение полимеров со строго линейной структурой и симметричной пространственной ориентацией.
Такие полимеры получили название стереорегулярных. Они имеют большую прочность, плотность, высокую температуру плавления и легко ориентируются при вытягивании. В промышленности применяют блочную, эмульсионную, лаковую, капельную или бисерную полимеризации.
Если при получении полимеров участвуют два различных ненасыщенных мономера, то такой процесс называется сополимеризацией. Метод сополимеризации позволяет увеличить число высокомолекулярных соединений, широко варьировать свойства получаемых продуктов. Процессы сополимеризации аналогичны процессам полимеризации. Образование полимеров из мономеров при проведении процессов полимеризации или сополимеризации происходит без выделения побочных продуктов.
Поликонденсация — процесс образования полимеров путем реакции поликонденсации, и выделением побочных продуктов (H 2 O, эфиры, NH 3 СО 2 и др.). При поликонденсации образующиеся полимеры могут иметь как линейное (полиамиды, полиэфиры, поликарбонаты), так и трехмерное строение (аминопласты, фенопласты). Скорость процесса поликонденсации и молекулярный вес полимера зависят от скорости вывода образующегося в процессе реакции побочного продукта, от температуры, концентрации реагирующих компонентов. Поликонденсацию проводят как с использованием катализаторов (аминопласты, фенопласты), так и без них (полиамиды).
Процесс поликонденсации можно проводить в расплаве, по лаковому способу и на поверхности двух фаз. Образующиеся высокоплавкие полимеры имеют высокий молекулярный вес. Такой способ получения полимера можно совместить с переработкой полимера в изделие. Кроме основных методов получения высокомолекулярных соединений, находят применение методы блок- и привитой полимеризации.
Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и др. ценным свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях промышленности и в быту.
Основные типы полимерных материалов - пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы. Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности. |
|
