Тема 12. Синтез полимеров

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-, триили 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