1.2.4. Классификация полимеров способу получения
1) полимеризационные полимеры (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и др.);
2) поликонденсационные полимеры (полиамиды (найлон-6,6), полиэтилентерефталат (лавсан, полиэстер), полиэтиленгликоль, фенопласты и др.);
3) полученные с помощью полимераналогичных превращений (поливиниловый спирт, ацетаты и нитраты целлюлозы, вискоза и др.).
1.2.5. Классификация полимеров по отношению к нагреванию
1) термопластичные полимеры (термопласты). Это полимеры свойства которых при нагревании меняются обратимо. При повышении температуры полимеры такого типа переходят в текучее состояние, из них можно формовать изделия. При охлаждении они затвердевают. При повторном нагревании термопласты сохраняют способность переходить в текучее состояние. Примеры: полиэтилен, полипропилен, полистирол, капрон, лавсан и др.
2) термореактивные полимеры (реактопласты). При нагревании термореактивные полимеры и олигомеры расплавляются. В этом состоянии из них можно формовать изделия. При продолжении нагревания (или ином воздействии) макромолекулы реактопластов вступают в реакции сшивания с образованием сетчатых (пространственных) структур. В результате этого, у полученного сетчатого полимера теряется способность к плавлению и растворению. Реакция сшивания макромолекул называется отверждением реактопласта.
К реактопластам относят фенолформальдегидные смолы (олигомеры), мочевиноформальдегидные смолы, эпоксидные и ненасыщенные полиэфирные смолы и др. Изделия из отвержденных реактопластов характеризуются высокой теплостойкостью, стойкостью к растворителям и агрессивным средам, высокой твердостью.К термореактивным полимерам относят также вулканизующиеся эластомеры - каучуки, имеющие двойные связи в цепи макромолекулы. Переработка каучуков в изделия проводится с участием сшивающего агента - серы или ее соединений. В результате реакции сшивания макромолекул каучука образуется пространственная сетка (вулканизат), нерастворимая и неплавкая при повышении температуры. Данная реакция носит название “вулканизация каучуков”. Полимерную композицию на основе каучука, сшивающего агента (серы) и других компонентов называют резиновой смесью. При вулканизации резиновых смесей (например, путем их нагревания до 150-180 оС) образуется резина – полимер сетчатого строения.
1.3 Гомополимеры и сополимеры
Полимеры, макромолекулы которых состоят из однотипных звеньев, т.е. звеньев одного и того же состава, называют гомополимерами.
Схематично реакцию их получения и строение цепи можно записать так:
n M → … M M M M M M M M …
Примеры гомополимеров: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.
Полимеры, макромолекулы которых состоят из разнотипных звеньев (двух и более типов), носят название сополимеры. Реакцию их получения и строение цепи можно записать следующим образом:
nM1 + mM2 + kМ3 → …–M1 – M2 – M3 – M1 – M2 – M3 –…
мономеры тройной сополимер
Виды сополимеров. В макромолекулах сополимера остатки мономеров могут располагаться регулярно и нерегулярно.
1) если остатки мономеров в цепи располагаются в определенном порядке, такие сополимеры называют регулярными (чередующимися, альтернатными):
nM1 + mM2 → … M1 M2 M1 M2 M1 M2 M1 M2 …
Сополимеры данного вида получить довольно сложно, поэтому они используются редко;
2) если в макромолекулах сополимера остатки мономеров располагаются нерегулярно (по закону случая), то такие сополимеры называют нерегулярными (статистическими):
nM1 + mM2 → … M1 M1 M1 M2 M1 M2 M2 M1 ...
Эти сополимеры являются наиболее распространенными. Например, сополимер 1,3-бутадиена и стирола:
nCH2 = CH + mCH2 =CH–CH=CH2 → …–CH2–CH–CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 – CH –…
│ │ │
1,3-бутадиен
(бутадиен-стирольный
каучук)
стирол сополимер бутадиена и стирола
3) блок-сополимеры. Макромолекулы блок-сополимеров состоят из чередующихся участников полимерной цепи (блоков), построенных из звеньев какого-либо одного типа.
nM1 + mM2 → [M1]n [M2]m [M1]n. [M2]m
четырехблочный сополимер
Длина блоков в макромолекуле сополимера может быть различна, но обычно она находится в пределах 50-200 звеньев. Большое практическое распространение получили линейные трехблочные сополимеры типа СБС (стирол-бутадиен-стирол), у которых концевые полистирольные блоки имеют молекулярную массу 15 - 20 тыс., а центральный полибутадиеновый блок обладает молекулярной массой 50 - 70 тыс. Подобные блок-сополимеры обычно называют термоэластопластами Молярное соотношение бутадиен : стирол в термоэластопласте составляет 70 : 30.
4) привитые сополимеры; у сополимеров подобного типа блоки одного из мономеров присоединены к основной цепи макромолекулы, построенной из звеньев другого мономера, в виде больших боковых ответвлений. Таким образом, макромолекулы привитых сополимеров являются разветвленными.
M2 M2 M2
| | |
[M2]n [M2]n [M2]n
| | |
M2 M2 M2
| | |
… M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 M1 ...
| |
M2 M2
| |
[M2]n [M2]n
| |
M2 M2
Методы получения полимеров (Из пособия ФХМОСП)
Полимеры синтезируют по реакциям полимеризации, полиприсоединения (ступенчатой полимеризации) и поликонденсации.