ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПОЛИМЕРОВ
11. 06. 2009
Полимеры прочно вошли в жизнь современного человека. В промышленности и в быту не обойтись без полимеров.
Строительные материалы : пластиковые панели, трубы ПВХ (C2H3Cl)n.
Хозяйственный и пищевой пластик : полиэтилен ( C2H4)n.
Материалы для творчества : полимерная глина ( SnBr2).
Автомобилестроение : полипропилен (C3H6)n. И многое многое другое.
Что же такое полимеры?
Полимеры - высокомолекулярные соединения (макромолекулы):
состоящие из большого числа повторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок;
атомные группировки - составные звенья, соединены между собой химическими или координационными связями в длинные линейные или разветвленные цепи,
пространственные 3 - мерные структуры.
Спектр полимеров широк: от знакомых синтетических пластиков,таких как полистирол, до природных биополимеров, таким как ДНК и белки.
К полимерам относятся различные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, каучук и др.
Также полимеры получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения благодаря реакциям:
полимеризация,
поликонденсация,
химическое превращение.
Названия полимеров образуются из названия мономера с приставкой поли-: полиэтилен, полипропилен, поливинилацетат и т. д.
По составу мономерных звеньев различают:
гомополимеры - имеют одинаковые мономерные звенья (полихлорвинил, поливинилацетат, полистирол);
гетерополимеры - имеют различные мономерные звенья (сополимер хлористого винила с винилацетатом, сополимер стирола с бутадиеном).
По составу основной цепи макромолекул:
карбоцепные полимеры - в них главные цепи макромолекул включают только атомы углерода (каучук);
гетероцепные полимеры в них главные цепи макромолекул включают не только атомы углерода, но и атомы кислорода, азота и серы (простые эфиры - полиэтиленгликоль, сложные эфиры - глифталевые смолы и т. д.).
По строению макромолекул:
линейные,
разветвленные,
лестничные,
трехмерные сшитые.
Структура полимерного материала может быть описана в различных масштабах длины, от субнанометровых до макроскопических.
Существует иерархия структур, в которой каждый этап обеспечивает основу для следующего.
Отправной точкой для описания структуры полимера является идентичность составляющих его мономеров.
Далее, микроструктура по существу описывает расположение этих мономеров внутри полимера в масштабе одной цепи.
Микроструктура определяет способность полимера образовывать фазы с различным расположением.
Эти особенности играют важную роль в определении физических и химических свойств полимера.
Полимеризация - это процесс объединения множества небольших молекул, известных как мономеры, в ковалентно связанную цепь или сеть.
в процессе некоторые химические группы могут быть потеряны из каждого мономера:
это происходит при полимеризации ПЭТ-полиэфира;
мономеры представляют собой терефталевую кислоту (HOOC—C6H4 —COOH) и этиленгликоль (HO—CH2—CH2—OH), но повторяющимся звеном является —OC—C6H4 —COO—CH2—CH2—О—, что соответствует соединению 2 мономеров с потерей 2 молекул воды;
отдельный фрагмент каждого мономера, включенный в полимер, известен как повторяющееся звено или остаток мономера.
Синтетические метод:
ступенчатая - цепи мономеров могут напрямую соединяться друг с другом:
поликонденсация, при которой на каждой стадии реакции образуется низкомолекулярный побочный продукт,
полиприсоединение;
цепная полимеризация - мономеры добавляются в цепь только по 1, к примеру, в полистироле.
Новые методы, такие как плазменная полимеризация, не вписываются ни в одну из этих категорий.
Реакции синтетической полимеризации можно проводить с катализатором или без него.
Лабораторный синтез биополимеров, особенно белков, является областью интенсивных исследований.
Статью подготовил ЗОРИН Е. Е.
Доктор химических наук
РАН Отделение химии и наук о материалах
Используемые источники
https://cin.ru/opisanie/polimery-spravochnik/
https://www.clay-and-paint.com/en/8-cernit
https://rostec.ru/news/kompozitnaya-istoriya/