3. Реакции полимеризации

Полимеризация диеновых углеводородов происходит в основном за счет 1,4-присоединения, хотя известны и 1,2-полимеры. Механизм реакций может быть ионным (металлические, металлорганические катализаторы) или свободно-радикальлным (в присутствии перекисного индикатора)

(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n 1 тип

СH₂=CH-CH=CH₂ (-CH₂-CH- )_n 2 тип

CH=CH₂

(-(CH₂-CH=CH-CH₂)_x-(CH₂-CH))_n

CH

CH₂ 3 тип

III тип полимеризации наблюдается при использовании щелочных металлов в качестве катализатора. I и II тип полимеризации наблюдается при использовании катализатора Циглера.

П ространственная структура полимеров, полученная в присутствии катализатора Циглера, отличается регулярностью повторения однотипных звеньев, такие полимеры называются стереорегулярными. При этом наблюдается несколько видов стереоизомерии. 1,4-стереорегулярные полимеры могут иметь цис- или транс-строение.

H H H CH₂-

C=C C=C

-CH₂ CH₂- -CH₂ H n

цис- транс-

1,2-стереорегулярные полимеры могут быть изотактическими или синдиотактическими.

CH₂

CH

(-СH₂-CH-)_n (-CH₂-CH-CH₂-CH-)_n

CH CH

CH₂ CH₂

изотактический синдиотактический

Нестереорегулярные полимеры – атактические с беспорядочным расположением ответвлений.

Полимеры диеновых углеводородов представляют собой очень эластичные каучукообразные вещества и применяются как заменители или синтетические аналоги натурального каучука в производстве резиновых изделий.

Натуральный и синтетический каучук

Натуральный каучук (НК)

НК получают из млечного сока некоторых растений, таких как тропическое дерево гевея, где он находится в виде водных эмульсий – латексов. По химическому строению НК представляет собой цис-1,4-полиизопрен.

- H₂C CH₂-

C=C

CH₃ H n

Транс-1,4-полиизопрен – гуттаперча.

Синтетические каучуки (СК)

Впервые производство СК было освоено в СССР по работам Лебедева в 1932 году. Этот каучук был получен из спирта через бутадиен путем полимеризации в присутствии натрия и получил название натрий-бутадиеновый СК.

1. Стереорегулярные каучуки.

а) изопреновый (СКИ) цис-1,4-полиизопрен, аналог НК

б) дивиниловый (СКД) цис-1,4-полидивинил

2. Сополимерные каучуки.

а) бутадиен-стирольный (СКС)

(-CH₂-CH=CH-CH₂)_x-(CH-CH-)_y

C₆H₅

б) бутадиен--метилстирольный (СКМС)

CH₃

(-CH₂-CH=CH-CH₂)_x-(CH-CH-)_y

C₆H₅

в) бутадиен-нитрильный (СКН)

(-CH₂CH=CH-CH₂)_x-(CH-CH-)_y

C N

3. Каучуки специального назначения.

а) СК хлорпреновый (найрит)

(-CH₂-C=CH-CH₂-)_n

Cl

б) Бутилкаучук (БК)

CH₃ CH₃

(-C-CH₂-)_x-(CH₂-CH=CH-CH₂-)_y

CH₃