6.2. Полимеры, получаемые методом полимеризации
Исключительно большой практический интерес представляют реакции полимеризации (синтетические полимеры, каучуки, волокна и т.д.). Важнейшие полимерные продукты − поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол, полибутадиен, полиаркилонитрил, полиметакрилат, поливинилацетат и др. В отличие от поликонденсации в реакции полимеризации сшивание мономерных звеньев осуществляется посредством двух свободных валентностей, образующихся при разрыве связей в молекуле мономера. Поэтому при полимеризации не образуются низкомолекулярные продукты. Полимеризация может протекать по радикальному или по ионному (анионному, катионному) механизмам. Путь цепных реакций полимеризации связан с реализацией реакции инициирования, роста и обрыва цепи. Например:
Можно видеть, что в ходе развития цепей перемещаются только р-электроны, а -связи не нарушаются. Обрыв цепи связан с рекомбинацией радикалов цепи или с их диспропорционированием:
Полярность молекулы мономера и инициатор ионного типа определяют путь ионной полимеризации:
Анион (противоион) удерживается макрокатионом. Цепь полимера при этом сохраняет упорядоченную, повторяемую многократно структуру. Полимеры с высокой молекулярной массой (высокополимеры) состоят из смеси молекул различной величины (полимергомологи). Поэтому о молекулярной массе высокополимеров можно говорить лишь условно, как о средней молекулярной массе. Полимеры, полученные путем ионной полимеризации, имеют стереорегулярное строение.
При полимеризации смеси мономеров в реакции роста имеет место конкуренция между мономерами различного типа за присоединение к радикалу растущей цепи, в результате чего образуется сополимер. Такой сополимер обладает совершенно иными физическими свойствами, чем смесь соответствующих гомополимеров. Многие сополимеры, например, бутадиенстирольный, этиленпропиленовый, винилхлорида с винилацетатом и гексафторпропилена с винилиденфторидом (каучук файтон), имеют большое значение в промышленности.
7. Указания к выполнению контрольных работ
Курс органической химии распределен в соответствии с программой на две контрольные работы. Каждая контрольная работа состоит из трех заданий.
Номера задач контрольных работ студенты находят по таблице, где номер первого задания стоит против начальной буквы его фамилии, номер второго задания − против начальной буквы его имени, номер третьего − против начальной буквы его отчества. Например, студент Петров Иван Николаевич выполняет в контрольных работах задачи: 1, 11, 21; 35, 45,55; 69, 79, 89.
Таблица 1
Варианты контрольных заданий
Обозначение варианта |
Задания |
||||||||
I |
II |
III |
|||||||
А, Б, П |
1 |
11 |
21 |
31 |
41 |
51 |
61 |
71 |
81 |
В, Г, Ч |
2 |
12 |
22 |
32 |
42 |
52 |
62 |
72 |
82 |
Д, Е, Р |
3 |
13 |
23 |
33 |
43 |
53 |
63 |
73 |
83 |
Ж, З, Ш |
4 |
14 |
24 |
34 |
44 |
54 |
64 |
74 |
84 |
И, Т,С |
5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
К,У, Я |
6 |
16 |
26 |
36 |
46 |
56 |
66 |
76 |
86 |
Л,Ф, Ю |
7 |
17 |
27 |
37 |
47 |
57 |
67 |
77 |
87 |
М, Э |
8 |
18 |
28 |
38 |
48 |
58 |
68 |
78 |
88 |
Н, Х, Щ |
9 |
19 |
29 |
39 |
48 |
59 |
69 |
79 |
89 |
О, ,Ц |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
При ответе на вопросы задачи следует избегать длинных описаний, решение должно обязательно содержать формулы и химические уравнения. Все смещения электронов (эффекты индуктивный, мезомерный) необходимо обозначить стрелками. Ниже приводится примеры решения и оформления задачи.