Группы полимеров по способу получения

1.2.4. Классификация полимеров способу получения

1) полимеризационные полимеры (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и др.);

2) поликонденсационные полимеры (полиамиды (найлон-6,6), полиэтилентерефталат (лавсан, полиэстер), полиэтиленгликоль, фенопласты и др.);

3) полученные с помощью полимераналогичных превращений (поливиниловый спирт, ацетаты и нитраты целлюлозы, вискоза и др.).

1.2.5. Классификация полимеров по отношению к нагреванию

1) термопластичные полимеры (термопласты). Это полимеры свойства которых при нагревании меняются обратимо. При повышении температуры полимеры такого типа переходят в текучее состояние, из них можно формовать изделия. При охлаждении они затвердевают. При повторном нагревании термопласты сохраняют способность переходить в текучее состояние. Примеры: полиэтилен, полипропилен, полистирол, капрон, лавсан и др.

2) термореактивные полимеры (реактопласты). При нагревании термореактивные полимеры и олигомеры расплавляются. В этом состоянии из них можно формовать изделия. При продолжении нагревания (или ином воздействии) макромолекулы реактопластов вступают в реакции сшивания с образованием сетчатых (пространственных) структур. В результате этого, у полученного сетчатого полимера теряется способность к плавлению и растворению. Реакция сшивания макромолекул называется отверждением реактопласта.

К реактопластам относят фенолформальдегидные смолы (олигомеры), мочевиноформальдегидные смолы, эпоксидные и ненасыщенные полиэфирные смолы и др. Изделия из отвержденных реактопластов характеризуются высокой теплостойкостью, стойкостью к растворителям и агрессивным средам, высокой твердостью.К термореактивным полимерам относят также вулканизующиеся эластомеры — каучуки, имеющие двойные связи в цепи макромолекулы. Переработка каучуков в изделия проводится с участием сшивающего агента — серы или ее соединений. В результате реакции сшивания макромолекул каучука образуется пространственная сетка (вулканизат), нерастворимая и неплавкая при повышении температуры. Данная реакция носит название “вулканизация каучуков”. Полимерную композицию на основе каучука, сшивающего агента (серы) и других компонентов называют резиновой смесью. При вулканизации резиновых смесей (например, путем их нагревания до 150-180 о С) образуется резина – полимер сетчатого строения.

1.3 Гомополимеры и сополимеры

Полимеры, макромолекулы которых состоят из однотипных звеньев, т.е. звеньев одного и того же состава, называют гомополимерами.

Схематично реакцию их получения и строение цепи можно записать так:

n M → …  M  M M  M  M  M  M M …

Примеры гомополимеров: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.

Полимеры, макромолекулы которых состоят из разнотипных звеньев (двух и более типов), носят название сополимеры. Реакцию их получения и строение цепи можно записать следующим образом:

мономеры тройной сополимер

Виды сополимеров. В макромолекулах сополимера остатки мономеров могут располагаться регулярно и нерегулярно.

1) если остатки мономеров в цепи располагаются в определенном порядке, такие сополимеры называют регулярными (чередующимися, альтернатными):

Сополимеры данного вида получить довольно сложно, поэтому они используются редко;

2) если в макромолекулах сополимера остатки мономеров располагаются нерегулярно (по закону случая), то такие сополимеры называют нерегулярными (статистическими):

Эти сополимеры являются наиболее распространенными. Например, сополимер 1,3-бутадиена и стирола:

1,3-бутадиен (бутадиен-стирольный каучук)

стирол сополимер бутадиена и стирола

3) блок-сополимеры. Макромолекулы блок-сополимеров состоят из чередующихся участников полимерной цепи (блоков), построенных из звеньев какого-либо одного типа.

Длина блоков в макромолекуле сополимера может быть различна, но обычно она находится в пределах 50-200 звеньев. Большое практическое распространение получили линейные трехблочные сополимеры типа СБС (стирол-бутадиен-стирол), у которых концевые полистирольные блоки имеют молекулярную массу 15 — 20 тыс., а центральный полибутадиеновый блок обладает молекулярной массой 50 — 70 тыс. Подобные блок-сополимеры обычно называют термоэластопластами Молярное соотношение бутадиен : стирол в термоэластопласте составляет 70 : 30.

4) привитые сополимеры; у сополимеров подобного типа блоки одного из мономеров присоединены к основной цепи макромолекулы, построенной из звеньев другого мономера, в виде больших боковых ответвлений. Таким образом, макромолекулы привитых сополимеров являются разветвленными.

Методы получения полимеров (Из пособия ФХМОСП)

Полимеры синтезируют по реакциям полимеризации, полиприсоединения (ступенчатой полимеризации) и поликонденсации.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Полимеры их классификация

Классификация по структуре

По структуре полимеры делятся на: линейные, разветвленные и пространственные.

Линейные	Разветвленные	Пространственные
Состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру.

Целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон

Макромолекулы разветвленных имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной

Химические связи имеются и между цепями, образуя пространственную структуру

Резина, фенолформальдегидные смолы

Линейные — макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру (целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон).

Разветвленные — макромолекулы которых имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной (крахмал).

Сетчатые (пространственные) — химические связи имеются и между цепями (резина, фенолформальдегидные смолы).

Видео

Классификация по классам соединений

По классам соединений полимеры делятся на:

Полиолефины — полимеры, образованные из олефинов (алкенов). Пример:

Полидиены — полимеры, образованные из алкадиенов. Пример:

Полиамиды. Пример:

Поликарбонаты. Пример:

Полиуретаны. Пример:

Где применяются полимеры

Область применения полимерных материалов очень широка. Сейчас можно с уверенностью сказать – они используются в промышленности и производстве практически в любой сфере. Благодаря своим качествам полимеры полностью заменили природные материалы, существенно уступающие им по характеристикам. Поэтому стоит рассмотреть свойства полимеров и области их применения.

По классификации материалы можно разделить на:

Качества каждой разновидности определяет область применения полимеров.

Оглядевшись вокруг, мы можем увидеть огромное количество изделий из синтетических материалов. Это детали бытовых приборов, ткани, игрушки, кухонные принадлежности и даже бытовая химия. По сути – это огромный ряд изделий от обычной пластмассовой расчески до стирального порошка.

Такое широкое использование обусловлено низкой стоимостью производства и высокими качественными характеристиками. Изделия прочны, гигиеничны, не содержат вредных для организма человека компонентов и универсальны. Даже обычные капроновые колготки изготовлены из полимерных составляющих. Поэтому полимеры в быту применяются гораздо чаще, чем натуральные материалы. Они существенно превосходят их по качествам и обеспечивают низкую цену изделия.

Примеры:

• пластиковая посуда и упаковка;
• части различных бытовых приборов;
• синтетические ткани;
• игрушки;
• кухонные принадлежности;
• изделия для санузлов.

Любая вещь из пластика или с включением синтетических волокон изготавливается на основе полимеров, так что перечень примеров может быть бесконечным.

Полимеризация

Степень полимеризации — это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH₂–CH₂–)_n

Характерные признаки полимеризации. В основе полимеризации лежит реакция присоединения. Полимеризация – цепная реакция, включает стадии инициирования, роста и обрыва цепи. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.

Катализаторами полимеризации могут быть: металлический натрий, пероксиды, кислород, металлоорганические соединения, комплексные соединения.

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Например , схема сополимеризации этилена с пропиленом:

Важнейшие синтетические полимеры

Изображение с портала

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:

Полимер	Мономер	Характеристики полимера	Применение полимера
Полиэтилен	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Упаковка, тара
Полипропилен	Пропилен	Синтетический, линейный, термопластичный, химически стойкий	Трубы, упаковка, ткань (нетканый материал)
Поливинилхлорид	Винилхлорид	Синтетический линейный полимер, т ермопластичный	Натяжные потолки, окна, пленка, трубы, полы, изолента и т.д
Полистирол	Синтетический линейный полимер, термопластичный	Упаковка, посуда, потолочные панели
Полиметилметакрилат Метиловый эфир метакриловой кислоты	Синтетический линейный полимер, т ермопластичный	Очки, корпуса фар и светильников, душевые кабины, мебель и т.д
Тефлон (политетрафторэтилен)	Тетрафторэтилен	Синтетический линейный полимер. Термопластичный (t = 260-320 C) Обладает очень высокой химической стойкостью	Посуда, пластины утюгов, ленты и скотч, упаковка, изоляция
Искусственный каучук Мономер: бутадиен-1,3 (дивинил)	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Натуральный каучук	Природный, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Хлоропреновый каучук	Синтетический, линейный, эластомер, содержит двойные связи	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Бутадиен-стирольный каучук Мономеры: бутадиен-1,3 и стирол	Синтетический, эластомер	Резина, изоляция, различные материалы, ракетное топливо
Полиакрилонитрил	Акрилонитрил	Синтетический, линейный	Волокна, пластмассы

Классификация по химическому составу

По составу полимеры делятся на:

• Гомоцепные (главная цепь состоит из атомов одной природы, например: полиэтилен, поливинилхлорид и др.);
• Гетероцепные (встречаются несколько атомов различной природы, н-р: полиэтиленоксид и др.);
• Гомополимеры (макромолекулы содержат одинаковые структурные звенья -[-А-]-n);
• Гетерополимеры (состоят из разных остатков мономеров). Такие полимеры называют также сополимеры. Различают сополимеры статистические (беспорядочно чередующиеся звенья), привитые (главная цепь — из одного мономера, а боковые цепи — длинные цепочки из другого мономера) и блоксополимеры (состоят из блоков макроцепей).

Основные характеристики полимеров

— Химический состав— Молекулярная масса одного химического звена и всей молекулы— Степень полимеризации (количество мономеров в молекуле)— Молекулярно-массовое распределение (показывает однородность длины молекул)— Степень разветвленности и гибкости молекул— Стереорегулярность (отражает однородность составляющих молекулу стереоизомеров или их равномерное чередование)

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности полимерные материалы используются для изготовления тары и упаковки. Могут иметь форму твердых пластиков или пленок. Основное требование – полное соответствие санитарно-эпидемиологическим нормам. Не обойтись без полимеров и в пищевом машиностроении. Их применение позволяет создавать поверхности с минимальной адгезией, что важно при транспортировке зерна и других сыпучих продуктов. Также антиадгезионные покрытия необходимы в линиях выпечки хлеба и производства полуфабрикатов.

Полимеры применяются в различных отраслях деятельности человека, что обусловливает их высокую востребованность. Обойтись без них невозможно. Натуральные материалы не могут обеспечить ряда характеристик, необходимых для соответствия конкретным условиям использования.

Источник