3. Радикальная полимеризация. Стадии процесса.

Полимеризация — это процесс образования полимеров из мономеров путём соединения их молекул в длинные цепи.

Радикальная полимеризация происходит путём присоединения свободных радикалов к молекулам мономера. Этот процесс начинается с инициирования свободных радикалов, которые затем присоединяются к мономерам, образуя полимерные цепи. Радикальная полимеризация является одним из наиболее распространённых методов получения полимеров. Она используется для получения таких полимеров, как полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид.

На стадии инициировании в реакционной системе образуются свободные радикалы, способные начать цепную реакцию.

Рост цепи происходит путём последовательного присоединения молекул мономера к растущему радикалу.

Обрыв цепи приводит к исчезновению в системе активных радикалов или их замене малоактивными радикалами, неспособными присоединять молекулы мономера.

Передача цепи происходит путём отрыва растущим радикалом атома или группы атомов от какой-либо молекулы (передатчика цепи).

Рисунок 4 — Механизм радикальной полимеризации

Контрольная работа № 2

1. Понятие о катионной полимеризации. Стадии катионной полимеризации.

Катионная полимеризация — это тип полимеризации с ростом цепи, при котором катионный инициатор передаёт заряд мономеру, который затем становится реакционноспособным. Этот реакционноспособный мономер продолжает реагировать с другими мономерами, образуя полимер. В катионную полимеризацию легко вступают мономеры винилового и дивинилового рядов.

Инициирование заключается в образовании активных центров, несущих положительный заряд (катионов). Для этого используются катализаторы — электроноакцепторные соединения:

• протонные кислоты (H₂SO₄, HClO₄);

• апротонные кислоты (кислоты Льюиса) — BF₃, SnCl₄, TiCl₄

Рост цепи происходит путём последовательного присоединения молекул мономера к активному центру. При полимеризации ненасыщенных соединений рост цепи идёт по типу присоединения, гетероциклических — по типу замещения.

Обрыв цепи происходит в результате гибели активных центров.

Передача цепи — переход активного центра на другую молекулу (мономер, растворитель). Эта реакция играет важную роль, так как определяет предельные значения молекулярной массы полимеров.

Рисунок 1 — Механизм катионной полимеризации

2. Понятие об анионной полимеризации. Стадии анионной полимеризации.

Анионная полимеризация — это ионная полимеризация, при которой концевое звено растущей цепи несёт полный или частичный отрицательный заряд.

На стадии инициировании возникают анион-радикалы за счёт переноса электрона от катализатора на молекулу мономера. Анион-радикалы быстро рекомбинируют, образуя дианионы, к которым присоединяется мономер.

Рост цепи происходит путём последовательного присоединения молекул мономера к карбаниону. В некоторых случаях противоион (катион) участвует в росте цепи, что влияет на микроструктуру полимера.

Обрыв цепи происходит в результате присоединения протона к растущей цепи полимера. Растущая цепь может оторвать протон от растворителя-донора (жидкий аммиак, спирты, толуол) или от молекулы растворителя.