Этилен полиэтилен

Химическая связь, которая в учебниках изображается черточкой, - это два (2)

Спаренных электрона.

-2-

Таким образом, молекулу водорода можно представить следующим образом:

Н: Н

Реакция полимеризации:

CН₂ = CН_{2 +} CН ₂ = CН ₂ à - CН ₂ - CН₂ - CН ₂ - CН ₂ -

Этилен (газ) Вторая молекула димер

молекула этилена (мономер)

Мономер

При определенных условиях электроны химической связи мономеров (молекул) образуют новую химическую связь – образуется новая молекула –

димер, далее присоединется третья молекула этилена – образуется тример и.т.д.

Мономер – одна мера (греческий язык). Димер – две меры. Тример – три меры.

Тетра – 4. Пента – 5. Гекса – 6. Гепта – 7. Итак далее.

Таким образом происходит увеличение молекулярной массы.

В сокращенном виде реакция полимеризации записывают так:

Мономер полимер

п СН ₂ = СН _{2 -->} (- СН ₂ - СН ₂ -) _П

этилен полиэтилен

(газ) (гранулы – твердая фаза)

Поли – много (греческий язык)

В общем виде реакция полимеризации записывают следующим образом:

п А à (-А-) _П П – число, показывающие количество моно-

п – число молекул мономера мономерных звеньев в 1 макромолекуле.

- 3-

Реакция полимеризщации – это реакция получения полимеров, при которой

мономеры вступают в реакцию другом с образованием полимеров без выделения

побочных продуктов. (пример – реакция получения полиэтилена).

Названия полимеров складываются очень просто - к названию мономера

прибавляется приставка поли (много).

Например из этилена получают полиэтилен, из стирола – полистирол.

Из названия полимера можно сказать из какого мономера получили полимер.

Например полиметилметакрилат получают из метилметакрилата, полипропилен

из пропилена.

Полимеры имеющие небольшой молекулярный вес (до 6000) называют

олигомерами (от «олиго» - незначительный – греческий язык).

Макромолекула полимеров может быть – линейной, то есть расположенной

в виде линии. Например полиэтилен –

- СН₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ – СН ₂ –

или в общем виде –А-А-А-А-А-А-А-А- и.т.д.

Макромолекула полимеров может быть также разветвленной, напоминать

ветви дерева.

!!

А А

!!

-А-А-А-А-А-А-А-А-А-А-А-А-

!!

А А

- 4 -

Лестничными полимерами называют высокомолекулярные соединения (ВМС),

макромолекулы которых построены из конденсированных циклов.

-А---А ---А---А-

!!!!

- А---А---А---А- Лестничные полимеры получили свое

название из-за сходства схемы своей проекции плоскости макромолекулы лестницей.

Примером может служить полимер, полученный циклизацией полибутадиена:

-СН ₂ –СН = СН – СН ₂ – СН ₂ – СН =СН-СН ₂ -

п СН ₂ = СН - СН = СН _{2 à à}

_{БУТАДИЕН} -СН ₂ – СН = СН – СН ₂ - СН ₂ - СН = СН –СН₂ –

ПОЛИБУТАДИЕН

-СН ₂ –СН – СН – СН ₂ - СН ₂ – СН – СН – СН ₂ -

!!!!

- СН ₂ –СН – СН – СН ₂ - СН ₂ - СН – СН - СН ₂ -

Мономер – низкомолекулярное соединение, молекулы которого способны вступать

в реакцию друг с другом или с молекулами других соединений с образованием полимеров.

п СН ₂ = СН ₂ à СН ₃ –(-СН ₂ – СН ₂ -) _П–СН ₃ полимер

!

мономер концевая группа мономерное звено

Многократно повторяющиеся группировки, которые являются остатками мономеров,

называют мономерными звеньями или просто звеньями, а большая молекула, состоящая из

звеньев – макромолекулой или полимерной цепью.

- 5-

Группы, стоящие на конце цепи, называют концевыми группами.

Они образуются следующим образом:

СН ₂ = СН ₂ + СН ₂ = СН ₂ à СН ₃ – СН ₂ – СН = СН ₂

_!

этилен (мономер) концевая группа бутилен (димер)

Далее присоединение будет происходить по = (двойной) связи бутилена с нарастанием

полимерной цепи.

Число звеньев в цепи – степень полимеризации. Она обозначается буквами «п»

или «р». Произведение степени полимеризации на молекулярную массу звена равно молекулярной массе полимера - М _{ПОЛИМЕРА} = П х М _ЗВЕНА

Концевые группы во внимание не принимают и пишут химические формулы без

. них. Также они не входят в молекулярный вес полимера.

Если в реакции участвуют мономеры одного вида (строения), то она будет называться гомополимеризацией (гомо- однородный).

В реакцию полимеризации могут участвовать мономеры различного строения.

Например: А Б А Б

п СН ₂ = СН-СН=СН _{2 +} п СН ₂ = СН à (-СН₂ –СН =СН –СН ₂ –СН ₂-СН-)_П

!!

СN CN

БУТАДИЕН АКРИЛОНИТРИЛ ПОЛИБУТАДИЕНАКРИЛОНИТРИЛ

Такие реакции называют реакцией сополимеризации (совместная полимеризация), а

полимеры – сополимерами.

-6-

Лекция №2 (продолжение темы:» Полимеры»)

Макромолекула (полимерная цепь) может быть построена из одинаковых по

химическому строению мономеров или из мономеров разного строения. (полимеры

и сополимеры). В макромолекулах сополимеров остатки мономеров (мономерные звенья) могут располагаться в цепи беспорядочно или регулярно.

Например: -А-Б-Б-А-А-А-Б-А-Б-Б-Б-А-Б- Такие сополимеры называют нере-

гулярными.

-А-Б-А-Б-А-Б-А-Б-А-Б- А такие сополимеры называют регулярными.

Разветвленные сополимеры – главная цепь которых состоит из одних мономерных

звеньев, а боковые ответвления из других называют привитыми сополимерами.

-А-А-А-А-А-А-А-А-А-А-А-А-

!!

Б Б

!!

А А А

-СН ₂ – СН - СН – СН ₂ – СН ₂ – СН –СН – СН ₂ -СН ₂ –СН – СН – СН ₂ –

!!!!!!

Б СН ₂ СН ₂ Б Б СН ₂ СН ₂ Б Б СН ₂ СН ₂ Б

!!!!!!

NC-CH CH -CN NC-CH CH - CN NC-CH NC- CH

А – мономер (бутадиен - СН ₂ =СН – СН =СН ₂ ) Б-мономер (акрилонитрил – СН ₂ =СН

!

СN

-7-

Макромолекула может состоять из чередующихся крупных химически однород-

ных отрезков (блоков). Такие полимеры называют блоксополимерами:

- А-А-А-Б-Б-Б-Б-А-А-А-Б-Б-Б-Б-

блок блок блок блок Пример:

Н Н Н Н

!!!!

-СН ₂ – СН ₂ - СН ₂ – СН ₂ – С – СН ₂ -С – СН ₂ – С – СН ₂ – С –

!!!!

СN CN CN CN

По строению главной цепи все полимеры подразделяют на гомоцепные

и гетероцепные (гомо – однородные; гетеро – разнородные).

Гомоцепными называются полимеры, главные цепи которых построены из

одинаковых атомов. Например из атомов углерода, кремния, фосфора, германия и

других.!!!!!!!!!!

–С- С- С- С- С- С- -Si – Si – S i – S i –

!!!!!!!!!!

Если главная цепь макромолекулы построена только из атомов углерода, то

такие полимеры называют карбоцепными: