Высокомолекулярные соединения (полимеры). Способы получения

Высокомолекулярные соединения (ВМС) – это химические вещества с большой молекулярной массой, обладающие особыми физико-химическим свойствами, зависящими как от молекулярной массы так и строения полимерных цепей.

Высокомолекулярные соединения можно разделить на три группы: природные (белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук); синтетические (полиэтилен, поливинилхлорид, капрон, эпоксидные полимеры); искусственные, которые получаются путем химической модификации исходных природных полимеров (эфиры целлюлозы).

Существуют 4 способа получения синтетических полимеров: полимеризация, поликонденсация, полиприсоединение и химическая модификация.

Полимеризация – процесс получения высоко-
молекулярных соединений, при котором макромолекула образуется путем последовательного присоединения молекул одного или нескольких низкомолекулярных веществ (мономеров) к активному растущему центру:

Общая схема полимеризации:

R R

∕ ∕

n CH₂ = C ─ CH₂ ─ C ─

\ элементар - \

R ное звено R n

Мономер

где R – атомы водорода или другие заместители,

n – степень полимеризации.

Поликонденсация – процесс получения высоко-
молекулярных соединений за счет взаимодействия функциональных групп мономеров с выделением низкомолекулярных побочных веществ.

В гомополиконденсации участвуют однородные молекулы мономеров, содержащие две различные по характеру функциональные группы (синтез полиамида–6). В гетерополиконденсации участвуют разнородные мономеры с двумя одинаковыми функциональными группами (синтез найлона – 6, 6).

 

n H – HN – (CH₂)₅ – СО ОH (-HN – (CH₂)₅ – CO –)_n

ε – аминокапроновая кислота полиамид – 6 (капрон)

 

n H – HN – (CH₂)_х – NH- H + n HO OC – (CH₂)_y – CO OH

диамины дикарбоновые кислоты
(-HN – (CH₂)_х – NH – OC – (CH₂)_y – CO -)_n

полиамиды

где х и y – число групп (CH₂), например (найлон – 6, 6)

При реакции полиприсоединения получение высокомолекулярных соединений происходит за счет перемещения подвижного атома (чаще атома водорода) из молекулы одного мономера в другую и соединения образовавшихся остатков (эпоксидные смолы, полиуретаны). Методом химической модификации получают полимеры за счет взаимодействия функциональных групп исходных полимеров (производные целлюлозы).

УРОВЕНЬ А

Методом полимеризации получить:

Полиэтилен (ПЭ)

Полипропилен (ПП)

Полиизобутилен

Полистирол (ПС)

Поливинилхлорид (ПВХ)

Полиакрилонитрил (ПАН)

Поливинилацетат (ПВА)

Полиметилметакрилат (ПММА, оргстекло)

Политетрафторэтилен (тефлон)