38. Методы получения полимеров (реакция полимеризации и поликонденсации)

Полимеризация – это химический процесс, когда молекулы мономера присоединяются друг к другу за счет разрыва кратных связей или раскрытия циклов. Механизм полимеризации включает в себя ряд связанных стадий: -инициирование – зарождение активных центров полимеризации: М→М* -рост (продолжение) цепи – процесс последовательного присоединения молекул мономеров к центрам: М*+М→ММ*; ММ*+М→МММ* и т.д. -передача цепи – переход активного центра на другую молекулу -разветвление цепи – образование нескольких активных центров из одного -обрыв цепи – гибель активных центров: М* +МnМ*→Мn +2 Поликонденсация – это реакция м/у мономерами, протекающая за счёт взаимодействия ф-ых групп приводящая к образованию макромолекул и сопровождающаяся выделением простейших низкомолекулярных веществ (HCl, NH3, CH3OH, но чаще – воды). Примеры: -получение капрона из ε-аминокапроновой кислоты: nH₂N-(CH₂)5-COOH→H-[-NH-(CH₂)5-CO-]n-OH+(n-1)H₂O; -получение лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля: nHOOC-C₆H₄-COOH+nHO-CH₂CH₂-OH→HO-(-CO-C₆H₄-CO-O-CH₂CH₂-O-)n-H+(n-1)H₂O

Поликонденсация является основным способом образования природных полимеров в естественных условиях.

39. Понятие о физических состояниях полимеров. Переход полимера из одного физического состояния в другое.

Известны три основных агрегатных состояния веществ — твердое, жидкое и газообразное. В основу такой классификации положена способность тел сохранять свой объем и форму, а также способность сопротивляться воздействию внешних сил. Цепное строение и гибкость макромолекул ответственны за то, что полимеры могут находиться только в жидком или твердом агрегатном состоянии. Газообразное состояние для них невозможно. Твёрдый полимер может быть кристаллическим или аморфным. Кристаллические полимеры – это такие, у которых есть трёхмерный дальний порядок в расположении макромолекул и кристаллическая решётка; для них характерен только опр-ый уровень кристалличности. У аморфных же полимеров нет кристаллической решётки, но есть ближний порядок в расположении звеньев или сегментов макромолекул. Для аморфных полимеров в зависимости от температуры характерны три физических состояния — стеклообразное, высокоэластичное и вязкотекучее. Стеклообразное состояние (основное состояние, используемое в производстве). Характерны: -высокая плотность упаковки макромолекул -сильно ограниченная сегментная подвижность макромолекул -незначительная (несколько %) упругая деформация -невысокий t-ый к-т расширения -неравновесная структура (чем выше v стеклования, тем более неравновесная структура); при последующем охлаждении структура изменяется в сторону равновесной, что может сопровождаться повышением и уменьшением V. Высокоэластичное состояние. Характерно: -способность к очень большим обратимым деформациям (сотни %) под действием малых напряжений -достаточно высокая плотность упаковки макромолекул, но менее, чем у стеклообразного -высокая подвижность сегментов макромолекул, позволяющая им менять конформацию (форму) Вязкотекучее состояние. Характерно: -деформация течения под влиянием напряжения (при это реализуется необратимое перемещение макромолекул относительно друг друга) -очень высокая подвижность сегментов -плотность упаковки макромолекул ниже, чем в высокоэластичном состоянии -структура расплава имеет ближний порядок. Фазовые переходы Каждое физическое состояние характеризуется определенным комплексом деформационных свойств, знание которых очень важно как при переработке полимеров, так и при эксплуатации изделий из них. Из одного физического состояния в другое полимер переходит в некотором диапазоне t-р. t-ра перехода – средняя t-ра даипазона. t-ра стеклования (T_С) – t-ра перехода из эластичного состояния в стеклообразное. t-ра текучести (T_T) – t-ра перехода из эластичного состояния в вязкотекучее.