Mетоды синтеза органических полимеров

Синтез того или иного полимера состоит из двух этапов: получения мономера и превращения его в полимер.

Мономеры – это низкомолекулярные вещества, молекулы кото­рых, взаимодействуя между собой, образуют высокомолекулярные вещества (полимеры).

Для синтезавысокомолекулярных соединений из мономеровприменяется два метода–полимеризацияиполиконденсация.

Полимеризация

Реакция полимеризации представляет собой процесс последовательного многократного присоединения молекул непредельного мономера друг к другу по кратным связям с обра­зованием молекулы полимера без выделения низкомолекулярных по­бочных продуктов. При этом полимер и мономер имеют один и тот же элементарный состав, но резко отличаются молекулярной мас­сой.

Полимеризация, как правило, протекает при нагревании, по­вышенном давлении, в присутствии катализатора или инициатора. При этом в зависимости от условий реакции и природы мономеров может происходить гетеролитический (ионный) разрыв С=С связей с образованием ионов или гомолитическое ее расще­пление с образованием радикалов. В соответствии с этим различа­ют ионную полимеризацию и радикальную.

Радикальная полимеризация. Она протекает по цепному меха­низму и ускоряется веществами, легко распадающимися на свобод­ные радикалы – инициаторами, а также облучением и нагревом. Примером инициатора цепной радикальной полимеризации алкенов может служить перекись бензоила , молеку­лы которой легко распадаются на радикалы по реакции:

кристаллическая перекись бензоила получается при действии хлористого бензоила на перекись натрия:

хлористый бензоил перекись бензоила

хлорангидрид бензойной кислоты

Ионная полимеризация ускоряется кислотами (катионная полимеризация) или основаниями (анионная полимеризация). Например,

этилен полиэтилен

бутадиен бутадиеновый каучук

ацетилен купрен

стирол полистирол

При полимеризации, как правило, образуются макромолекулы с линейным строением.

Поликонденсация

Поликонденсацией называется процесс об­разования высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных исходных веществ, при котором элементный состав образующихся полимеров отличается от состава исходных мономеров, вследствие выделения при реакции побочных продуктов (воды, спирта, амми­ака и др.).

Примером поликонденсации могут служить реакции получе­ния полиэфиров, например, взаимодействие этиленгликоля с адипиновой кислотой, в результате которой образуется полиэфир:

этиленгликоль адипиновая кислота

 H[OCH₂CH₂OOC(CH₂)₄CO]_noh + (2n – 1)H₂O

полиэфир побочный продукт

Поликонденсацией могут быть получены высокомолекулярные соединения как с линейным, так и с пространственным строением молекул.

Таким образом, по способу получения синтетические поли­меры подразделяются на поликонденсационные и полимеризационные.