Полимеры Введение

Полимеры получают реакциями: полимеризации и поликонденсации.

Полимеризация – процесс последовательного соединения одинаковых молекул (мономеров) в более крупные. Например, из этилена образуется высокомолекулярное вещество – полиэтилен. Соединение молекул этилена происходит по месту разрыва двойной связи:

CH₂ = CH₂ + CH₂ = CH₂ +…  - CH₂ – CH₂ - + - CH₂ – CH₂ +…  - CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ - …

или сокращенно:

n (СH₂ = CH₂)  (- CH₂ – CH₂ -) n

Продукт реакции полимеризации называется полимером, а исходное вещество, вступающее в реакцию полимеризации, называется мономером.

Полимер – вещество с очень большой молярной массой. Число, показывающее количество мономеров, образующих данную макромолекулу, называется степенью полимеризации. Полимеризация происходит без образования побочных продуктов. Полимеризация характерна для соединений с кратными (двойными, тройными) связями.

В реакции полимеризации могут участвовать различные мономеры. Такая полимеризация называется сополимеризацией.

Примеры решения задач

Пример. Составим схему сополимеризации этилена и бутадиена:

Решение.

n (CH₂ = CH₂) + n (CH₂ = CH – CH = CH₂-)  (-CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH = CH – CH₂-) n

полиэтиленбутадиеновый каучук

Поликонденсация – процесс образования полимеров из низкомолекулярных соединений, содержащих две или несколько функциональных групп (спиртовой, альдегидной, кетонной, карбоксильной и др.), сопровождающийся выделением низкомолекулярных веществ, таких как, вода, аммиак, галогеноводороды и др. Состав элементарного звена полимера отличается от состава исходного мономера.

Пример. Составим схему поликонденсации аминокапроновой кислоты.

O O

|| ||

n ( NH₂ – (CH₂)₅ – C - OH )  [ - NH – (CH₂)₅ – C - ] _n + n H₂O

полиаминокапроновая кислота

Контрольные задания

342. Составьте схему получения каучука из изопрена.

343. Назовите вещество, получающееся при полимеризации винилхлорида. Составьте схему полимеризации винилхлорида.

344. Составьте схему полимеризации: а) метилакрилата и б) метилметакрилата.

345. Что такое полимеризация, поликонденсация? Чем отличаются эти реакции друг от друга? Приведите примеры.

346. Какой полимер получается при полимеризации дивинила? Составьте схему полимеризации.

347. Составьте схему полимеризации пропилена.

348. Какое вещество можно получить при полимеризации стирола? Напишите схему реакции.

349. Составьте схему полимеризации винихлорида.

350. Органическое стекло представляет собой полимер сложного эфира, получаемого из метилового спирта и метакриловой кислоты (простейшей непредельной одноосновной кислоты). Напишите уравнение реакции получения оргстекла.

351. Как изменяются свойства каучука при вулканизации? Приведите пример вулканизации дивинилстирольного каучука.

352. Капролактам – продукт взаимодействия карбоксильной группы и аминогруппы внутри молекулы аминокапроновой кислоты. Напишите реакцию получения поликапролактама.

353. Составьте схему образования каучука из бутадиена и стирола. Как называется такая реакция?

354. Полимером какого непредельного углеводорода является натуральный каучук? Напишите структурную формулу этого углеводорода и его полимеризацию.

355. Составьте схеме сополимеризации этилена и стирола.

356. Водный 40% раствор формальдегида (HCOH) носит название «формалин». При упаривании или длительном хранении происходит полимеризация формальдегида. Напишите схему процесса полимеризации.

357. Как называется процесс превращения каучука в резину? Чем по строению и свойствам отличаются каучук и резина? Приведите структурную формулу вулканизированного каучука.

358. Составьте схему получения полихлорвинила.

359. Составьте схему поликонденсации фенола C₆H₅OH и формальдегида HCOH.

360. Составьте схему полимеризации стирола C₆H₅CHCH₂.

361. Составьте схему полимеризации тетрафторэтилена.