Реакция полимеризации — это химический процесс соединения множества исходных молекул низкомолекулярного вещества (мономера) в крупные молекулы (макромолекулы) полимера.

Высокомолекулярные соединения (пластмассы, волокна, каучуки)

В реакции полимеризации могут вступать соединения, содержащие кратные связи, т.е. непредельные соединения. Это могут быть молекулы одного мономера или разных мономеров.

В первом случае происходит реакция гомополимеризации — соединение молекул одного мономера, во втором — реакция сополимеризации — соединение молекул двух и более исходных веществ.

Стадии реакции полимеризации:

1. Инициирование - введение в реакционную смесь инициатора – вещества, вызывающего разрыв кратных связей.

2. Рост цепи – присоединение молекул мономера друг к другу, образование макромолекулы.

3. Обрыв цепи – завершение реакции.

Название полимера

Название мономера

Схема реакции

Применение

Плексиглас, полиметилметакрилат

Метилметакрилат (метиловый эфир метакриловой кислоты)

гомополимеризация

Прозрачный полимер, имеет другое название - органическое стекло. В отличие от минерального стекла не разбивается при ударе. Применяется для остекления самолетов, судов, автомобилей, для производства линз, увеличительных стекло и т.д. Термопластичный.

полистирол

стирол

гомополимеризация

Как хороший диэлектрик полистирол идет на производство деталей электро- радиоаппаратуры, кабельной изоляции. Из него готовят декоративно-отделочные материалы, панели, облицовочные материалы, посуду, детские игрушки. Пенополистирол (пенопласт). Термопластичный.

тефлон (политетрафторэтилен

тетрафторэтилен

гомополимеризация

Фторполимеры применяют в химической, электротехнической и пищевой промышленности, для производства мембранной одежды, в медицине, в транспортных средствах, в военных целях, в основном в качестве покрытий. Наибольшую известность фторполимеры получили благодаря широкому применению в производстве посуды с противопригарным покрытием

полипропилен

Пропилен (пропен)

гомополимеризация

Материал для производства плёнок (особенно упаковочных), мешков, тары, труб, деталей технической аппаратуры, пластиковых стаканчиков, предметов домашнего обихода, нетканых материалов, электроизоляционный материал, в строительстве для вибро- и шумоизоляции межэтажных перекрытий в системах «плавающий пол».Термопластичный.

полиэтилен

Этилен

гомополимеризация

Полиэтиленовая плёнка (особенно упаковочная, например, пузырчатая упаковка или скотч), Тара (бутылки, банки, ящики, канистры, садовые лейки, горшки для рассады) Полимерные трубы для канализации, дренажа, водо-, газоснабжения. Электроизоляционный материал. Термопластичный.

поливинилхлорид

Винилхлорид

гомополимеризация

Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб, для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, обувных пластикатов, мебельной кромки и т. д. Также применяется для производства «виниловых» грампластинок, профилей для изготовления окон и дверей. Поливинилхлорид также часто используется в одежде и аксессуарах для создания подобного коже материала, отличающегося гладкостью и блеском. Термопластичный.

Синтетические каучуки (СК)

бутадиеновый (дивиниловый) СК

Бутадиен – 1,3

гомополимеризация

Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин. Каучуки применяют для электроизоляции, производства медицинских приборов и средств контрацепции.

хлоропреновый СК

Хлоропрен (2-хлорбутадиен-1,3)

гомополимеризация

Эластомер — это полимеры, обладающие высокоэластичными свойствами и вязкостью.

Изопреновый СК (аналог натурального каучука)

Изопрен (2- метилбутадиен 1,3)

_nСН₂=С(СН₃)-СН=СН₂ → (-СН₂-С(СН₃)=СН-СН₂-)_n гомополимеризация

Вулканиза́ция — технологический процесс взаимодействия каучуков с вулканизирующим агентом, при котором происходит сшивание молекул каучука в единую пространственную сетку. При этом повышаются прочностные характеристики каучука, его твёрдость и эластичность, снижаются пластические свойства, степень набухания и растворимость в органических растворителях. Вулканизующими агентами могут являться: сера, пероксиды, оксиды металлов, соединения аминного типа и др. Для повышения скорости вулканизации используют различные катализаторы-ускорители.

Бутадиенстирольный СК

бутадиен −1,3 и стирол

сополимеризация

Гуттаперча — смола, добываемая из растения «pertja»; высокомолекулярный углеводород, идентичный по химическому составу с натуральным каучуком. Химическая формула: (С₅Н₈)_n (полимер 1,4-изопрена); геометрический изомер (транс-форма) изопрена, отличающийся значительно меньшей эластичностью.

Реакция поликонденсации — это химический процесс соединения исходных молекул мономера в макромолекулы полимера, идущий с образованием побочного низкомолекулярного продукта (чаще всего воды).

В реакции поликонденсации вступают молекулы мономера с функциональными группами.

Как и в случае полимеризации, процессы поликонденсации делятся на:

реакции гомополиконденсации, если полимер образуется из молекул одного мономера.

· реакции сополиконденсации — если полимер образуется из молекул двух и более исходных веществ.

Волокно капрон (полиамидное)

из капролактама или έ- аминокапроновая кислота

гомополиконденсация

Из капрона изготавливают канаты, рыболовные сети, леску, гитарные струны, фильтровальные материалы, кордную ткань (например, для автомобильных шин), а также штапельные ткани, чулки и другие бытовые товары. Изделия из капрона, и в сочетании с капроном, широко используются в быту. Из капроновых нитей шьют одежду, которая стоит намного дешевле, чем одежда из натуральных природных материалов. Из кордной ткани делают каркасы авто- и авиапокрышек. Будучи термопластичной, капроновая смола используется и в качестве пластмассы для изготовления деталей машин и механизмов — зубчатых колес, втулок, подшипников и т. п., отличающихся большой прочностью и износостойкостью. Широкое применение капрон получил в изготовлении парашютов. Он пришел на смену натуральному шёлку. В отличие от шёлка, капрон не слеживается (не склонен к «запоминанию» формы), не гниёт, обладает большей прочностью, что при той же требуемой прочности купола, позволяет сделать ткань тоньше и существенно снизить массу.

Волокно лавсан (полиэфирное)

терефталевая кислота + этиленгликоль

сополиконденсация

Самое массовое из всех видов химических волокон для бытовых целей (одежда) и техники; ёмкости для жидких продуктов питания, особенно ёмкости (бутылки) для различных напитков; основной материал для армирования автомобильных шин, транспортерных лент, шлангов высокого давления и других резинотехнических изделий; в недавнем прошлом чрезвычайно важный материал для носителей информации — основа всех современных фото-, кино- и рентгеновских плёнок; основа носителей информации в компьютерной технике (гибкие диски — дискеты), основа магнитных лент для аудио-, видео- и другой записывающей техники;

Волокно найлон (полиамидное)

адипиновая кислота + гексаметилендиамин

сополиконденсация

В промышленности нейлон применяется для изготовления втулок, вкладышей, пленок и тонких покрытий. Нейлон, нанесенный на трущиеся поверхности в виде облицовки или тонкослойного покрытия на тонкие металлические втулки, вкладыши и корпуса подшипников, повышает их эксплуатационные качества. Используется также для изготовления струн некоторых музыкальных инструментов как альтернатива традиционным струнам животного происхождения: гитара, калмыцкая домбра, монгольский морин хуур и некоторые другие.

Фенолформальдегидные смолы (пластмассы)

фенол + формальдегид

сополиконденсация

Применяются для получения пластических масс, синтетических клеев, лаков, герметиков, выключателей, тормозных накладок, подшипников, так же широко используется в изготовлении шаров для бильярда. Используются для получения в качестве связующего компонента в производстве наполненных пресс-композиций с различными наполнителями (целлюлоза, стекловолокно, древесная мука), древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, клеев, пропиточных и заливочных композиций (для фанеры, тканых и наполненных волокном материалов).

Белки (пептиды)

ά-аминокислоты

гомополиконденсация

Крахмал / целлюлоза

ά- глюкоза/ β - глюкоза

гомополиконденсация