Реакции полимеризации и поликонденсации являются цепными и протекают в три стадии: инициирование (зарождение цепи), рост цепи, обрыв цепи.
Полимеризация происходит за счет разрыва одних связей и возникновения других. Такой разрыв может происходить или по гомолитическому (радикальная полимеризация) или гетеролитическому (ионная полимеризация) механизму. Типы полимеризации различаются природой активного центра, начинающего и ведущего полимерную цепь.
Активным центром при радикальной реакции является свободный радикал. При ионной полимеризации – это ионы: катионы и анионы. Активные центры образуются на первой стадии процесса – инициировании.
Для ускорения реакции поликонденсации применяют катализаторы – органические или минеральные кислоты, иногда щелочные реагенты.
Рост цепи состоит из последовательного ряда реакций взаимодействия активных центров с молекулами мономера. Обрыв цепи это исчезновение активного центра у конечного звена макромолекулы.
Для регулирования молекулярной массы образующегося полимера используют специальные вещества: регуляторы, стабилизаторы, ингибиторы (вещества замедляющие полимеризацию).
Полимеры вследствие практически неограниченной сырьевой базы для их производства получили очень большое распространение в качестве связующего различных композиционных материалы. Области применения полимеров весьма разнообразны – от текстильной промышленности до микроэлектроники, в том числе в строительстве. В таблицу 7.1 сведены наиболее распространенные полимеры.
Таблица 7.1
Примеры полимеров и их использования
| Название
полимера
| Реакция получения
полимера
| Области применения
|
| Полиэтилен
| полимеризация
n CH2 = CH2 → (– СН2 – СН2 –)n
этилен
| Пластиковые пакеты, игрушки, изоляционные покрытия для проводов
|
| Политетрафторэтилен
| полимеризация
n CF2 = CF2 → (– СF2 – СF2 –)n
тетрофтор-
этилен
| Фторопласт – техническое название. Кухонная посуда (тефлон), изоляционные материалы
|
| Полипропилен
| полимеризация
n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n
пропилен ½ ½
СН3 СН3
| Ковровые изделия, синтетические покрытия для спортивных площадок, различные емкости
|
| Поливинилхлорид
| полимеризация
n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n
винил- ½ ½
хлорид Сl Сl
| Пластиковые упаковки, трубы (детали систем канализаций), шланги для полива, пластинки
|
| Полистирол
| полимеризация
n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n
винил- ½ ½
бензол С6Н5 С6Н5
| Изоляционные материалы, мебель, упаковочные материалы
|
| Поливинилацетат
| полимеризация
n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n
½ ½
О–СО–СН3 О–СО–СН3
метиловый эфир метакриловой кислоты
| Клеи, краски, текстильные покрытия, гибкие диски.
|
| Полиметилметакрилат
| полимеризация
СН3 СН3
½ ½
n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n
½ ½
СООСН3 СООСН3
метилметакрилат
| Заменители стекла (органическое стекло) – плексиглас, канцтовары, краски.
|
| Полиакрилонитрил
| полимеризация
n CH2 = CH → (– СН2 – СН –)n
акрило- ½ ½
нитрил СN СN
| Пряжа, ткани, парики (например, орлон, акрилон)
|
| Полибутадиен
| полимеризация
n CH2 = CH – СН = СН2 →
бутадиен – 1,3
→ (– CH2 – CH = СН – СН2 –)n
| Искусственный каучук служит основой для производства разнообразных резиновых изделий
|
| Фенолформальдегидная смола
| поликонденсация
| Используются для производства клеев, спиртовых лаков, эмалей, красок и политур, твердых древесноволокнистых и древесностружечных плит.
|
