1.5. Номенклатура полимеров
Основные принципы номенклатуры регулярных линейных однотяжных органических полимеров
Регулярный линейный однотяжный органический полимер – полимер, строение молекул которого может быть описано составным повторяющимся звеном, имеющим только две концевые группы, каждая из них состоит из одного атома.
Возьмем полимер общей формулы [-CH2-CHR-]n, которая при R=CH3 будет соответствовать полипропилену [-CH2-CH(CH3)-]n.
Название этого полимера (полипропилен) не отражает его состава, т.к. оно относится к веществу, степень полимеризации которого может изменяться в широких пределах и является для данного образца средней величиной. Это название также не отражает и структуры, т.к. в цепи полимера мономерные звенья могут быть соединены различным способом («голова к хвосту», «голова к голове» и т.д.), иметь различную конфигурацию, макромолекулы могут быть линейными, разветвленными и т.д.
В полимерах основой систематической номенклатуры, предложенной IUPAC, является выделение СПЗ, многократным повторением которого образована полимерная цепь. Название полимера производится от названия этого повторяющегося звена, к которому присоединяется приставка поли-. Для всех регулярных линейных полимеров звено представляет собой группу с двумя свободными валентностями. В рациональной номенклатуре название СПЗ берется из названия соответствующего мономера.
Последовательность действий при присвоении названия СПЗ:
1. Идентификация СПЗ. Чтобы дать индивидуальное название полимеру, необходимо из всего возможного набора СПЗ выбрать одно определенное звено. Схематически формула полимера записывается: [-M-]n, где М –СПЗ, n – степень полимеризации, черточка – ковалентная связь.
2. Ориентация СПЗ. СПЗ должно быть записано так, чтобы читать его слева направо. Подзвенья СПЗ должны располагаться в следующем порядке (по старшинству), который определяет выбор первого подзвена:
а) гетероциклы;
b) цепи, содержащие гетероатомы;
c) карбоциклы;
d) цепи, содержащие только атомы углерода.
Например,
3. Присвоение названия СПЗ. Название СПЗ образуется путем последовательного перечисления названий наибольших звеньев внутри СПЗ, например, полиокси-1-фторэтилен.
В табл. 2 приведены названия некоторых регулярных линейных однотяжных органических полимеров.
Основные принципы номенклатуры сополимеров
Для названий сополимеров используются 2 номенклатуры – систематическая и альтернативная. Как даются названия сополимерам с помощью первой и второй номенклатуры, можно показать схематически.
В систематической номенклатуре:
поли (A-[ ]-B),
где А, В соответствуют названиям мономеров типа А и В; [ ] - соединительное слово, соответствующее типу сополимера (табл.3).
В случае блочного, привитого и градиентного сополимера круглые скобки не ставятся, а перед названием мономерного звена каждого последующего блока (привитой цепи) ставится приставка поли-:
поли-A-[ ]-поли-B.
Таблица 2. Примеры названий некоторых регулярных линейных
однотяжных полимеров
Формула мономера |
Формула полимера |
Название по номенклатуре |
|
рациональной |
систематической |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
CH2=CH2 |
[-CH2-CH2-]n |
Полиэтилен |
Полиметилен |
CH2=CHCH3 |
|
Полипропилен |
Полипропилен |
CH2=C(CH3)2 |
|
Полиизобутилен |
Поли-1,1-диметилэтилен |
CH2=CH-СН=CH2 |
[-CH=CН-CH2-СН2-]n
|
Полибутадиен |
Поли-1-бутенилен |
CH2=CH-C(CH3)=CH2 |
|
Полиизопрен |
Поли-1-метил-1-бутенилен |
CH2=CHC6H5 |
|
Полистирол |
Поли-1-фенилэтилен |
CH2=CHОН |
|
Поливиниловый спирт |
Поли-1-гидроксиэтилен |
|
|
Поливинилацетат |
Поли-1-ацетоксиэтилен |
CH2=CHCl |
[-CH2-CHCl-]n
|
Поливинилхлорид |
Поли-1-хлорэтилен |
CH2=CHCN |
[-CH2-CHCN-]n
|
Полиакрилонитрил |
Поли-1-цианоэтилен |
CH2=CCl2 |
[-CH2-CCl2-]n
|
Поливинилиденхлорид |
Поли-1,1-дихлорэтилен |
CF2=CF2 |
- [CF2-CF2]n-
|
Политетрафторэтилен |
Полидифторметилен |
|
|
Поли-ε-капроамид |
Полиимино-(1-оксогексаметилен) |
Продолжение табл. 2 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Полиметилакрилат |
Поли-1-метоксикарбонилэтилен |
|
|
Полиметилметакрилат |
Поли-1-(метоксикарбонил)-1-метилэтилен |
|
[-О-CН2-]n
|
Полиформальдегид |
Полиоксиметилен |
|
[-О-CН2-СН2-]n
|
Полиэтиленоксид, полиэтиленгликоль |
Полиоксиэтилен |
+ HO-CH2CH2-OH |
|
Полиэтилентерефталат |
Полиоксиэтиленокси-1,4-диоксофенилен |
Для привитого сополимера, если к основной цепи привиты полимерные цепи различной химической природы, то названия боковых цепей перечисляются в круглых скобках через точку с запятой:
поли-А-прив-поли-(В;С;…).
В альтернативной номенклатуре:
[ ] – сополи(А/В),
где [ ] – приставка, соответствующая типу сополимера.
Для линейных сополимеров перечисление входящих в состав мономерных звеньев записывается через косую черту: (А/B/C); для привитых – мономерные звенья, соответствующие полимерным цепям, привитым к основной, перечисляются через точку с запятой: (А/B;С).
Таблица 3. Приставки и соединительные слова,
используемые для различных типов сополимеров
Тип сополимера |
Соединительное слово |
Пример (по систематической номенклатуре) |
Не установленный Случайный Статистический Чередующийся Блоксополимер Привитой Градиентный |
-со- -сл- -стат- -чер- -блок- -прив- -град- |
Поли(этилен-co-пропилен) Поли(этилен-сл-винилацетат) Поли(стирол-стат-бутадиен) Поли(метилметакрилат-чер-бутадиен) Полистирол-блок-полиэтилен Полибутадиен-прив-полистирол Полиэтилен -град-полибутадиен |