Общая характеристика полимеров
Полимеры представляют собой соединения с большой молекулярной массой, при этом их молекулы состоят из множества повторяющихся фрагментов.
Глобально выделяют природные и синтетические полимеры. К природным относят полисахариды, полипептиды и полинуклеотиды. К синтетическим - пластмассы, волокна и каучуки.
Формула полимеров выглядит следующим образом: ${(-Х-)_n}$, где ${(-X-)}$ - это элементарное звено, а n - степень полимеризации.
По строению полимеры бывают неразветвленные (линейные), разветвленные и сетчатые. Например, линейным полимером является полиэтилен, разветвленным - натуральный каучук, а сетчатым - отвержденная фенолформальдегидная смола.
Строение полимеров может быть либо регулярным, то есть, когда элементарные звенья имеют одинаковое пространственное расположение атомов, либо нерегулярным (разное расположение атомов).
Выделяют два вида реакций, с помощью которых можно получить полимеры: полимеризация и поликонденсация. Первый вид реакции протекает в несколько стадий и имеет общий вид ${nX = (-X-)_n}$. В начале происходит начало цепи - первая стадия. Здесь образуется свободный радикал, который присоединяется к молекуле мономера. Затем идет рост цепи - последовательное присоединения других молекул мономера свободным радикалом. Последняя стадия - это обрыв цепи, происходящий за счет присоединения к концу мономера свободного радикала по типу ${R’}$ или же при рекомбинации двух растущих цепей.
В реакции поликонденсации участвуют лишь мономеры, которые имеют две или более функциональные группы, реагирующие между собой с выделением воды или другой простой молекулы.
Рассмотрим более подробно особенности синтетических полимеров.
Синтетические полимеры
Пластмассы.
Выделяют термопластичные и термореактивные пластмассы. Первый вид отличаются от вторых тем, что способны менять свою форму многократно как при нагревании, так и при охлаждении. Термореактивные пластмассы на это не способны, так как цепи прочно связываются друг с другом.
В таблице будет представлена подроьная зарактеристика пластмасс,по которым можнт будет их отличииь друг от друга.
Рисунок 1. Различие пластмасс. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Волокна.
Рисунок 2. Виды волокон. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Если рассматривать методы получения химических, синтетических волокон, то лавсан образуется при поликонденсации этиленгликоля и терефталевой кислоты (бензол -1,4-дикарбоновой кислоты). При этом образующееся соединение представляет собой полиэфир.
Рисунок 3. Получение лавсана. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Найлон получают путем поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты.
Рисунок 4. Получение найлона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Каучуки.
Каучуки представляют собой продукты полимеризации диенов и их производных.
Выделяют два вида каучуков: натуральные и синтетические.
Натуральный каучук получают из латекса, по строению он является линейным полимером. Так как почти все звенья имеют цис-конфигурацию, то натуральный каучук имеет стереорегулярное строение, что обуславливает наличие у него таких ценных свойств, как эластичность и непроницаемость для воды и газов. Также для натурального каучука характерна реакция вулканизации, в результате которой образуется резина, имеющая менее эластичную, но более прочную структуру.
Синтетический каучук впервые был открыт профессором С. В. Лебедевым, который осуществил полимеризацию бутадиена по радикальному механизму в присутствии натрия.
Рисунок 5. Реакция полимеризации бутадиена. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Бутадиен-стирольный каучук синтезируют следующим образом:
Рисунок 6. Получение бутадиен-стирольного каучука. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
