Реакции соединения мономеров

Типы связей молекул полимеров

1) Ковалентные, действующие на расстоянии 0,1 ÷ 0,5 нм. Такая связь действует между атомами в цепях.

2) Межмолекулярные (силы Ван-дер-Ваальса), действующие на расстоянии 0,3 ÷ 0,4 нм. Такая связь возникает между цепными молекулами.

3) Водородная.

Гибкость полимеров обусловлена вращением отдельных частей макромолекул относительно друг друга вокруг линии единичной ковалентной единичной связи, а также небольшой величиной сил Ван-дер-Ваальса.

Реакция полимеризации

Реакция полимеризации – реакция соединения мономеров в высокомолекулярную цепь, без образования побочных продуктов.

Наиболее часто встречающиеся мономеры вступают в реакцию полимеризации.

В реакции полимеризации могут участвовать только соединения с кратными связями. При полимеризации происходит разрыв двойной π-связи и образовании σ-связи, при этом ∆G уменьшается (запас свободной энергии).

Наиболее часто встречающиеся мономеры (основа полимеров), вступающие в реакцию полимеризации:

Этилен	CH2 = CH2
Пропилен	CH2 = CH – CH3
Винилхлорид	CH2 = CH | C l
Изобутилен	CH3 – C = CH2 | CH3
Стирол	CH2 = CH | C6H5
Метокриловая кислота	CH2 = C – CH3 | COOH
Тетрафторэтилен	CF2 = CF2
Дивинил	CH2 = CH – CH = CH2
Изопрен	CH2 = C – CH = CH2 | CH3
Хлоропрен	CH2 = C – CH = CH2 | C l

Механизмы полимеризации

1) Ступенчатый;

При ступенчатом механизме полимеризации происходит миграция некоторых атомов от одной молекулы к другой.

Пример.

CH₃ H CH₃ CH₃ CH₃ H CH₃

| | | | | | |

H₂C = C + C = C → CH₃ – C – CH = C + C = C → образование полимерной цепи.

| | | | | | |

CH₃ H CH₃ CH₃ CH₃ H CH₃

2) Цепной.

При цепном механизме реакция полимеризации протекает в три стадии:

1. Инициирование процесса;

hν

• •

CH₂ = CH CH₂ – CHR

|

R

1. Рост цепи;

Взаимодействие радикала с молекулой непредельного соединения приводит к образованию нового радикала, способного продолжать реакцию.

• • • •

CH₂ = CH + CH₂ – CHR → CH₂ – CH – CH₂ – CH

| | |

R R R

1. Обрыв цепи.

Соединение двух полимерных радикалов в одну активную неполярную молекулу приводит к обрыву цепи.

R• + •R → R₂

Если в реакции полимеризации участвуют несколько полимеров разного строения, то образовывается сополимер, а такой процесс называется сополимеризацией.

Реакция поликонденсации

Реакция поликонденсации – реакция соединения одного или разных мономеров с выделением побочных продуктов, являющимися низкомолекулярными веществами (вода, соляная кислота и другие). К этой реакции относят получение фенолформальдегидных смол.

O^δ¯ H OH OH

CH₂

O + HC^δ+ H^δ¯

| | |

+ H₂O

На первой стадии идет присоединение формальдегида и молекулы фенола.

OH OH

CH₂ – CH + C l – C^δ+ – CH = CH – C₆H₅ | || OH n O  

CH₂OH +  

HC

| |

– H₂O

3 фенилхлорангидрид пропеновой кислоты

(хлорангидридная кислота)

CH₂ – CH

| n

O – C – CH = CH – C₆H₅

||

O

Дата добавления: 2013-12-12