Случайная номенклатура (в т.Ч. Торговые марки полимеров)

Закономерностей в образовании названий нет.

Примеры названий:

- Лавсан (терилен, дакрон, милар) - поли(этилентерефталат)

- винипласт (ПВХ) - поли(винилхлорид)

- тефлон (фторопласт-4) - поли(тетрафторэтилен)

-плексиглас (органическое стекло) - поли(метилметакрилат)

- Ргоfах, Ро1урго (США); данлай, донбанд (Япония), Ргораtеn (Великобритания) –

полипропилен.

Каплен	Московский нефтеперерабатывающий з-д,
Бален	Уфаоргсинтез
Армлен	Полипластик-Технопол (Москва)
Томполен	Полимер Компаунд (г. Томск)
Нурален	Пластмассы (Москва)
Тана	Северодонецк, Украина
липол	Лисичанскнефтеоргсинтез (ЛиНОС г. Лисичанск, Украина)

1. Структура названия полимера согласно номенклатуре, основаной на названии мономеров.

2. Приведите примеры формул полимеров, чьи названия постоены согласно п.1.

3. Номеклатура, основанная на химическом строении основной полимерной цепи.

4. Приведите примеры названий полимеров согласно п. 2.

Получение полимеров

Полимерные соединения получают из мономеров полимеризацией, поликонденсацией, сополимеризацией. Каждый из этих методов включает в себя по несколько технологических вариантов проведения процессов, позволяющих синтезировать те или иные полимеры и сополимеры.

Полимеризацией называют реакцию образования полимера из молекул мономера без выделения низкомолекулярных побочных продуктов. При этой реакции в мономере и элементарном звене полимера соблюдается одинаковый элементный состав. Примером реакции является полимеризация этилена:

n H₂C=CH₂ --> (-H₂C-CH₂-)_n.

Мономерами в реакциях полимеризации могут являться соединения, содержащие кратные связи или термодинамически неустойчивые циклы (Таблица ).

Совместная полимеризация двух или более разных мономеров называется сополимеризацией.

Поликонденсация - реакция образования полимера из мономеров с одновременным образованием побочных низкомолекулярных продуктов реакции (воды, аммиака, спирта, и др.). При этом, в отличие от полимеризации, элементарный состав продуктов поликонденсации в данном случае не совпадает с составом мономерных соединений, т. к. каждый химический акт поликонденсации сопровождается выделением молекулы низкомолекулярного соединения. Впрочем, в ряде случаев образования побочных продуктов не происходит. Мономерами при поликонденсации могут служить самые разные по химическому строению соединения, но все они должны иметь не менее двух функциональных групп (гликоли, диамины, аминокислоты, ароматические соединения и т.п.).

Образующиеся при поликонденсации полимеры могут иметь как линейное (полиамиды, полиэфиры, поликарбонаты), так и трехмерное строение (аминопласты, фенопласты). Реакция поликонденсации лежит в основе получения важнейших высокополимеров, таких как фенолформальдегидные, полиэфирные смолы и др. Термином смола в промышленности иногда пользуются наряду с названием полимер.

П ри классификации полимеров часто выделяют группу гомополимеров, т.е. полиме-ров, образованных в результате реакций гомополимеризации и гомополиконденсации. Гомополимеризация - это реакции синтеза полимеров, в которых участвует минимально возможное для данной реакции число типов мономеров. В реакциях гомополимеризации это число всегда равно единице. Например: n CH₂ = CH₂ [- CH₂ – CH₂- ]_n. Степень полимеризации гомополимера - это количество составных (повторяющихся) звеньев, которые входят в макромолекулу. При числе типов мономеров 2 и более реакции называются сополимеризацией.

Для гомополиконденсации минимально возможное число мономеров составляет чаще всего 2 (например, синтез сложного полиэфира из дикарбоновой кислоты и гликоля). Однако в каких-то случаях это число может равняться и единице (например, при получении полиамида из аминокислоты).

1. Сущность реакций полимеризации.

2. Дайте определение реациям гомополимеризации.

3. Сущность реакции поликонденсации.

4. Что такое реакции гомополиконденсации?.

Характеристики макромолекул

Основными характеристиками макромолекул служат 4 параметра:

1. Топология (линейные, разветвленные).

2. Молекулярная масса (ММ) или молекулярно- массовое распределение (ММР);

3. Конфигурация макромолекулы;;

4. Конформация макромолекулы

 ММ позволяет определить длину, размеры макромолекул;

 Конфигурация определяет химическое строение макромолекул;

 Конформация определяет форму макромолекул.

Молекулярная масса (ММ), молекулярно-массовое распределение (ММР)

Величина молекулярной массы определяет все свойства полимерных соединений: их растворимость, вязкость расплавов и растворов, поведение при нагревании и механических нагружениях и пр. Она используется для характеристики полимеров, лежит в основе подразделения многих олигомеров и полимеров на марки, различающиеся сочетанием разнообразных показателей. Однако особенности полимерных макромолекул вносят коррективы не только в общеизвестные методики определения молекулярной массы, но и в сами понятия «молекула» и «молекулярная масса» полимерного соединения.

В классической химии молекула рассматривается как наименьшая, способная существовать самостоятельно частица вещества, которая не может дробиться без потери основных химических свойств. Молекулярная масса является константой такой молекулы и определяется как суммарная масса (в единицах атомной массы) всех атомов, входящих в её состав. Для полимерных соединений понятия о молекуле и молекулярной массе несколько иные и учитывают их качественные отличия от низкомолекулярных соединений. Под молекулой полимера (макромолекулой) понимается материальная частица. Связь между отдельными атомами в такой частице осуществляется только за счёт главных валентностей. Разрушение части главных валентностей макромолекулы не влечёт потерю основных химических свойств, а может отразиться лишь на некоторых физико-механических и прочих свойствах материала. Имеется группа полимерных соединений, для которых сами понятия «молекула» и «молекулярная масса» не имеют общепринятого смысла. К такой группе можно отнести вещества с пространственной (трёхмерной) структурой. Эти вещества не способны растворяться, дробиться или расплавляться без разрыва части химических связей между их атомами. Таковы феноло-альдегидные и подобные им полимеры в стадии резитов, вулканизированные каучуки, отверждённые непредельные полиэфиры и пр. Попытки определения молекулярной массы таких веществ являются бессмысленными, так как величина пространственной молекулы определяется степенью механического раздробления образца. Но даже в случаях построения полимера из классических линейных макромолекул попытки характеризовать его только через молекулярную массу будут некорректны Причина тому – молекулярная неоднородность (полимолекулярность или полидисперсность) полимерного материала. Любой полимерный образец всегда представляет собой смесь молекул с разной молекулярной массой (полимергомологов). Поэтому полученная экспериментально любым способом величина молекулярной массы такой смеси будет являться некоторой усреднённой величиной, пригодность которой для характеристики полимерного материала может быть сомнительна. Опыты показывают, что при анализе смеси полимергомологов разными методами, основанными на различных принципах, получаются числовые величины, различающиеся более чем в два раза. Только для гипотетических гомодисперсных образцов значения молекулярных масс, найденные разными методами, совпадают и, следовательно, могут считаться объективными. Причинами полидисперсности могут служить;

1. Статистический характер процесса получения полимера: в процессе синтеза

получаются макромолекулы различной длины;

2. Протекание процессов частичной деструкции (рарушения) макромолекул, например, в ходе переработки и эксплуатации материала;

3. Различия концевых групп у молекулы полимера;

4. Наличие у некоторых полимеров ответвлений в различных местах и различной

химической структуры.

Наиболее корректные результаты определения величины молекулярной массы полимер­ного образца получаются при работе по следующему алгоритму:

• фракционирование (разделение) полимолекулярного образца на i фракций, каждая из которых будет состоять из молекул примерно одинаковой молекулярной массы;

• экспериментальное определение молекулярной массы материала каждой фракции выбранным методом и последующее усреднение найденных числовых значений.

Полученное среднее значение является более или менее достоверной характеристикой молекулярной массы полимерного материала. При этом необходимо иметь ввиду, что результаты, полученные при усреднении, будут зависеть от избранного способа усреднения.

Громоздкость работы по данному алгоритму очевидна. Однако практика показывает, что таким образом возможно получение результатов с погрешностью менее 20 %. Величина погрешности зависит от числа выделенных фракций, выбранного метода определения молекулярной массы и способа усреднения результатов.