Полимеризационные полимеры
б) поликонденсационные (получают с использованием реакции поликонденсации – процесс образования ВМС из низкомолекулярных соединений, содержащих две или несколько функциональных групп, сопровождающийся выделением за счёт этих групп таких веществ как вода, NH3, HГ и т.п.). Состав элементарного полимера в этом случае отличается от состава исходного мономера. Полимеризационные полимеры имеют меньшую молекулярную массу, чем полимеризационные
фенол формальдегид фенолформальдегидная смола
Изменяя строение и длину цепи, чередование звеньев, составляющих молекулу ВМС, состав исходных мономеров, условия проведения синтеза и последующую отработку, можно создать ВМС с самыми разнообразными свойствами.
Полиамидные смолы. Полимеры этого типа являются синтетическими аналогами белков. В их цепях имеются такие же, как в белках, многократно повторяющиеся амидные – СО – NH – группы. В цепях молекул белков они разделены звеном из одного С-атома, в синтетических полиамидах – цепочкой из четырёх и более С-атомов. Капрон является поликонденсатом аминокапроновой кислоты, содержащей цепь из шести атомов углерода
О О О
// ║ ║
nNH2 – (CH2)5 – C → (…– NH – (CH2)5 – C – NH – (CH2)5 – C–…)n + mH2O
\
OH
аминокапроновая кислота капрон
Эпоксидные смолы – олигомерные продукты поликонденсации эпихлоргидрина с многоатомными фенолами, спиртами, полиаминами, многоосновными кислотами, а также продукты эпоксидирования (то есть введения эпоксидных групп) соединений, содержащих не менее двух двойных связей. Среди огромного количества синтетических полимерных материалов есть класс поликонденсатов – пенополиуретаны. В обиходе эти материалы называют поролонами. К пенополиуретанам, вспененным полиуретанам относят гетероцепные полимеры, содержащие значительное количество уретановых групп
– NH – C – O – .
║
O
Впервые пенополиуретаны получены О. Байером с сотрудниками в 1937 г. Промышленное производство пенополиуретанов на основе сложных полиэфиров было организовано в Германии в 1944 г., а их аналогов на основе более дешевых простых полиэфиров – в США в 1957 г. В таблице представлены поликонденсационные полимеры и их структурные формулы.
Поликонденсационные полимеры
Химические свойства
Можно предложить три вида классификаций химических реакций в полимерах. Первая классификация такая же, как и в органической химии: реакции замещения, присоединения. Вторая классификация химических реакций - в зависимости от молекулярной природы реагентов при различной их химической природе. Третья классификация основана на характере изменения химической структуры макромолекул в результате химической реакции. Эта классификация наиболее информативна с точки зрения состояния и свойств продуктов реакции. По этой квалификации различают реакции: гидролиза, гидрирования, нитрования, хлорирования, отщепления, деструкции и старения. Рассмотрим реакции деструкции и старения.
Реакции деструкции – это реакции, в результате которых ухудшаются свойства полимеров, за счёт распада молекулярных цепей
(С6Н10О5)n
nC6H12O6
Деструкция бывает: механическая; деструкция под влиянием химических реагентов; окислительная; термическая; фотохимическая; радиационная; деструкция под влиянием биологических факторов.
Старение полимеров. В процессе хранения и эксплуатации изделий из полимеров может происходить потеря работоспособности изделий из полимеров, вызванная старением полимеров. Под старением полимеров понимается комплекс химических и физических изменений, приводящих к ухудшению механических свойств и снижению работоспособности изделий из полимеров. В более широком смысле старением может быть названо всякое изменение молекулярной, надмолекулярной или фазовой структуры полимеров и полимерных материалов, приводящее к изменению физико-механических свойств в процессе хранения и эксплуатации изделий из полимеров. Например, распад молекул целлюлозы под действием кислот, выступающих в роли катализаторов
Кроме того, существует термическая деструкция полимеров, которая используется в аналитических целях для изучения структуры полимерных макромолекул.