Химические свойства и превращения полимеров

Различают три вида реакций полимеров:

– реакции без изменения степени полимеризации (полимераналогичные превращения);

– реакции, приводящие к ее увеличению (структурирование, блок- и привитая сополимеризация);

– реакции, приводящие к уменьшению степени полимеризации (разрыв цепи при деструкции полимера).

Химические реакции ВМС в основном мало отличаются от реакций низкомолекулярных органических веществ. Однако на характер этих реакций оказывают влияние размер и сложность строения полимерных молекул.

В результате превращений полимерных соединений могут образовываться новые классы высокомолекулярных веществ. При действии химических соединений, в основном низкомолекулярных, полимеры могут настолько изменять свои химические и физические свойства, что часто возникают материалы с совершенно новыми свойствами. Кроме того, с помощью химических превращений получают полимеры, которые до сих пор не удавалось синтезировать прямым путем из исходных мономеров. Например, из-за неустойчивости винилового спирта такой полимерный продукт, как поливиниловый спирт, синтезируют не полимеризацией этого мономера, а омылением поливинилацетата.

−CH₂ −CH−

O−C=О + n H₂ O «[−CH₂ −CH−] _n + n CH₃ −C=О

CH₃ n OH OH

поливинилацетат поливиниловый спирт уксусная кислота

Переход полимера из одного состояния в другое происходит в определенном интервале температур, называемых температурой стеклования (Т _с) и температурой текучести (Т _т). Выше температуры текучести аморфный полимер ведет себя как жидкость, а ниже температуры стеклования полимер становится твердым, а иногда хрупким.

Вследствие больших размеров и сложности строения химические реакции полимеров имеют ряд особенностей.

1. Пониженная активность функциональных групп в макромолекулах вследствие их сложной структуры и пространственных затруднений в движении макромолекул.

2. Реакции протекают на поверхности высокомолекулярных соединений, в результате чего реакции между полимером и реагентом являются гетерогенными.

3. Так как полимеры полидисперсны, то в результате реакции всегда образуется сложная смесь продуктов переменного состава.

4. Реакционная способность ВМС сильно зависит от состояния и подвижности макромолекул, поэтому при переходе полимера из одного состояния в другое происходит освобождение реакционных групп.

Химические превращения, приводящие к резкому изменению химического состава полимера, могут быть двух видов: реакции элементарных звеньев полимерной цепи (полимераналогичные превращения) и макромолекулярные реакции.

Дата добавления: 2014-12-08