Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Методы получения




VI Высокомолекулярные органические соединения

Высокомолекулярные соединения – это вещества, молекулы которых образованы из многих сотен атомов, молекулярные массы их исчисляются десятками и сотнями тысяч атомных единиц массы. По природе химических связей молекулы высокомолекулярных веществ идентичны обычным соединениям, между их атомами действуют обычные силы химического сродства.

Многие из высокомолекулярных соединений являются полимерами. Полимеры (от греч. поли – много, мерос – часть) – это вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся атомных группировок, соединённых ковалентными связями.

Многократно повторяющиеся атомные группировки называются звеньями полимерной цепи. Например, молекула натурарального каучука сотоит из звеньев:

- СН2 – СН = СН – СН2

СН3

Формулу этого полимера можно записать так:

[- СН2 – СН = СН – СН2 –]n

СН3

Число звеньев в макромолекуле характеризует степень полимеризации n. В зависимости от степени полимеризации различают олигомеры (от греч. олигос – мало) и высокополимеры. В молекулах олигомеров n изменяется от единиц до сотен, в молекулах высокополимеров число звеньев n достигает многих тысяч.

 

Классификация полимеров

Природные полимеры образуют многочисленную группу веществ растительного и животного происхождения, например, натуральный каучук, хлопок, шерсть и др.

Синтетические полимеры получают синтезом из низкомолекулярных материалов.

Искусственные модифицированные полимеры представляют собой продукты переработки природных высокомолекулярных веществ, например, целлюлозы (ацетилцеллюлоза, нитроцеллюлоза и др.).

 

Синтетические полимеры получают из низкомолекулярных веществ (мономеров) полимеризацией и поликонденсацией.

Полимеризацией называется реакция соединения молекул в полимерную цепь, протекающая без образования побочных продуктов. Поэтому элементарный состав полимера совпадает с составом мономера:

n M → -[-M-]n-,

где М – молекула мономера, -[-M-]n- - молекула полимера, n – степень полимеризации.

n CH2=CH2 → (-CH2 – CH2-)n n CH2=CH → (- CH2 – CH -)n

этилен полиэтилен │ │

C6H5 C6H5

стирол полистирол

 

n H2C=CH – CH=CH2 → (- CH2 – CH=CH – CH2-)n

бутадиен полибутадиен (бутадиеновый каучук)

 

n CH≡CH → (-CH=CH-)n

ацетилен полиацетилен

По числу видов участвующих мономеров различают гомополимеризацию (один вид мономера) и сополимеризацию (два и более видов мономеров).

Полимеризация является цепной реакцией. В зависимости от характера активных частиц различают радикальную и ионную полимеризацию.

При радикальной полимеризации процесс инициируется свободными радикалами. Реакция проходит через три элементарные стадии:

а) инициирование – образование активных центров – радикалов и макрорадикалов – за счёт теплового, фотохимического, радиационного или других видов воздействия. Чаще всего инициаторами полимеризации служат пероксиды, азосоединения (-N=N-) и другие соединения с ослабленными связями. Первоначально образуются радикалы:

6Н5СОО)2 6Н5СОО∙ (R∙)

Затем образуются макрорадикалы, например, при полимеризации хлорвинила:

R∙ + CH2=CHCl → RCH2 – CHCl∙

RCH2 – CHCl∙ + CH2=CHCl → RCH2 – CHCl – CH2 - CHCl∙ и т.д.

б) рост цепи происходит за счёт присоединения к радикалам образующихся мономеров с получением новых радикалов;

в) обрыв цепи. На этой стадии происходит взаимодействие радикалов с образованием валентно-насыщенных молекул:

R- (CH2-CHCl)n – CH2 - CHCl + R- (CH2-CHCl)n – CH2 - CHCl

→ R – (CH2 – CHCl-)n - CH2 – CHCl – CH2 – CHCl – (CH2 – CHCl)n – R

Обрыв цепи может также произойти при образовании малоактивных радикалов, которые не способны инициировать реакцию. Такие вещества называют ингибиторами.

Таким образом, регулирование длины и молекулярной массы полимеров можно осуществлять с помощью инициаторов, ингибиторов и других веществ. Тем не менее передача и обрыв цепи могут происходить на разных этапах роста цепи, поэтому макромолекулы имеют различную молекулярную массу, т.е. полидисперсны. Полидисперсность – отличительная особенность полимеров.

Радикальная полимеризация лежит в основе промышленного синтеза поливинилхлорида (- СН2 – СНСl -)n, полистирола (-CH2 – CH(C6H5)-)n, полиэтилена (-CH2 – CH2-)n, полидиенов (-CH2 – C(R) = CH – CH2-)n и различных сополимеров.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-25; Просмотров: 410; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.014 сек.