8. По методу получения:

– полимеризационные, полученные реакцией полимеризации

– поликонденсационные, полученные реакцией поликонденсации.

Правила составления названия полимера. Название карбоцепных полимеров составляются из названия исходного мономера и приставки поли- (например, полиэтилен, полистирол и др.). Гетероцепные поликонденсационные полимеры называются по названию класса соединения с приставкой поли- (например, полиэфиры, полиамиды и др.)

Методы получения полимеров

В зависимости от метода получения полимеров их можно разделить на полимеризационные, поликонденсационные и модифицированные природные полимеры.

Полимеризационные полимеры получают в результате реакции полимеризации мономеров за счет раскрытия кратных связей ненасыщенных углеводородов, например:

n CH₂ = CH₂ → (– СН₂ – СН₂ –)_n

полиэтилен

n CH₂ = CH – СН = СН₂ → (– СН₂ – СН = СН – СН₂ –)_n.

синтетический каучук (полибутадиен)

Основную часть промышленно важных полимеров получают реакцией полимеризации.

Поликонденсационные полимеры получают в процессе реакции поликонденсации низкомолекулярных веществ за счет взаимодействия функциональных групп. При этой реакции, наряду с основным продуктом – полимером, образуются побочные продукты – низкомолекулярные вещества (вода, аммиак, спирт и др.), поэтому химический состав полимера отличается от химического состава мономера. Примеры реакции поликонденсации:

1) аминокапроновая кислота NH₂ – (CH₂)₅ – СООН имеет две функциональные группы и при поликонденсации получается поли--капроамид (капрон)

NH₂ – (CH₂)₅ – СООН + NH₂ – (CH₂)₅ – СООН  n H₂O +

…NН[– (CH₂)₅ – СО – NH –]_n(CH₂)₅ – СО…

2) адипиновая кислота HOOC – (CH₂)₄ – COOH и гексаметилендиамин NH₂ – (CH₂)₆ – NH₂ при поликонденсации дают полигексаметилендиамин (найлон)

n NH₂ – (CH₂)₆ – NH – H + n HO – OC – (CH₂)₄ – COOH  n H₂O +

… NH [– (CH₂)₆ – NH – OC – (CH₂)₄ – CO –]_n …

Для получения полимера необходимо использовать исходный мономер, имеющий не менее двух функциональных групп. Если в мономере всего две функциональные группы, полимер получается линейного строения, если больше двух – разветвленного или сетчатого строения.

Модифицированные полимеры получают химической обработкой природных высокомолекулярных веществ (целлюлозы, каучука и др.). Например:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3n CH₃COOH → [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n + 3n H₂O .

целлюлоза уксусная кислота триацетат целлюлозы

Механизм реакций полимеризации и поликонденсации

Реакции полимеризации и поликонденсации являются цепными и протекают в три стадии: инициирование (зарождение цепи), рост цепи, обрыв цепи.

Полимеризация происходит за счет разрыва одних связей и возникновения других. Такой разрыв может происходить или по гомолитическому (радикальная полимеризация) или гетеролитическому (ионная полимеризация) механизму. Типы полимеризации различаются природой активного центра, начинающего и ведущего полимерную цепь.

Активным центром при радикальной реакции является свободный радикал. При ионной полимеризации – это ионы: катионы и анионы. Активные центры образуются на первой стадии процесса – инициировании.

Для ускорения реакции поликонденсации применяют катализаторы – органические или минеральные кислоты, иногда щелочные реагенты.

Рост цепи состоит из последовательного ряда реакций взаимодействия активных центров с молекулами мономера. Обрыв цепи это исчезновение активного центра у конечного звена макромолекулы.

Для регулирования молекулярной массы образующегося полимера используют специальные вещества: регуляторы, стабилизаторы, ингибиторы (вещества замедляющие полимеризацию).

Полимеры вследствие практически неограниченной сырьевой базы для их производства получили очень большое распространение в качестве связующего различных композиционных материалы. Области применения полимеров весьма разнообразны – от текстильной промышленности до микроэлектроники, в том числе в строительстве. В таблицу 7.1 сведены наиболее распространенные полимеры.

Таблица 7.1

Примеры полимеров и их использования

Название полимера	Реакция получения полимера	Области применения
Полиэтилен	полимеризация n CH2 = CH2 → (– СН2 – СН2 –)n этилен	Пластиковые пакеты, игрушки, изоляционные покрытия для проводов
Политетрафторэтилен	полимеризация n CF2 = CF2 → (– СF2 – СF2 –)n тетрофтор- этилен	Фторопласт – техническое название. Кухонная посуда (тефлон), изоляционные материалы
Полипропилен	полимеризация n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n пропилен   СН3 СН3	Ковровые изделия, синтетические покрытия для спортивных площадок, различные емкости
Поливинилхлорид	полимеризация n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n винил-   хлорид Сl Сl	Пластиковые упаковки, трубы (детали систем канализаций), шланги для полива, пластинки
Полистирол	полимеризация n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n винил-   бензол С6Н5 С6Н5	Изоляционные материалы, мебель, упаковочные материалы
Поливинилацетат	полимеризация n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n   О–СО–СН3 О–СО–СН3 метиловый эфир метакриловой кислоты	Клеи, краски, текстильные покрытия, гибкие диски.
Полиметилметакрилат	полимеризация СН3 СН3   n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n   СООСН3 СООСН3 метилметакрилат	Заменители стекла (органическое стекло) – плексиглас, канцтовары, краски.
Полиакрилонитрил	полимеризация n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n акрило-   нитрил СN СN	Пряжа, ткани, парики (например, орлон, акрилон)
Полибутадиен	полимеризация n CH2 = CH – СН = СН2 → бутадиен – 1,3 → (– CH2 – CH = СН – СН2 –)n	Искусственный каучук служит основой для производства разнообразных резиновых изделий
Фенолформальдегидная смола	поликонденсация Фенол формальдегид – n Н2О	Используются для производства клеев, спиртовых лаков, эмалей, красок и политур, твердых древесноволокнистых и древесностружечных плит.