Для получения* полимерных материалов из мономеров применяются два основных способа:
полимеризация или сополимеризация (в последнем случае для синтеза полимеров используют не один, а два или несколько различных мономеров);
поликонденсация одного или нескольких химических веществ.
Процессы полимеризации (сополимеризации) различаются тем, что при соединении мономеров не происходит отщепления от их молекул каких-либо атомов и групп и образования из них других веществ. Полимер имеет тот же элементный состав, что и исходный мономер.
Полимеризации подвергаются вещества, имеющие в своем составе кратные (двойные или тройные) связи, чаще всего углерод- углеродные, или неустойчивые циклические группы.
При полимеризации непредельных соединений двойные или тройные связи в молекулах мономера раскрываются и посредством образующихся свободных связей (валентностей) молекулы мономера в большом числе η соединяются друг с другом.
Простейшим примером такой полимеризации является полимеризация этилена в полиэтилен:
При полимеризации неустойчивых циклических соединений свободные связи возникают вследствие раскрытий цикла; образуется линейный полимер, например
где т — число углеводородных групп —СН2— в цикле; я — число фрагментов —(СН2)т— в цепи полимера.
По такой схеме происходит, в частности, полимеризация цик- лопентана:
Нередко в молекулах мономера(ов) имеется не одна, а несколько двойных связей. В этом случае, как правило, образуются не линейные, а так называемые сшитые структуры. Они имеют сетчатый характер, т.е. в них линейные участки полимера соединены между собой «раскрывшимся» мономером или полимерным фрагментом.
Например, при проведении сополимеризации 1,3-бутадиена (в нем две кратные связи) и стирола
(в нем одна кратная связь) образуются
фрагменты (связи):
в составе которых находятся непредельные группы. Их двойные связи также способны раскрываться, давая свободные связи (валентности), служащие для «сшивания» полимера.
Подобная картина «сшивания» может наблюдаться и когда полимеризации подвергают мономеры с ненасыщенными циклами, например циклопентен.
Процессы поликонденсации характеризуются тем, что при взаимодействии большого числа молекул мономеров свободные связи (валентности) получаются в результате отщепления определенных атомов или групп, образующих побочные низкомолекулярные продукты реакции, например воду.
Типичным примером поликонденсации является образование фенолоальдегвдных смол, в частности весьма распространенных феноло-формальдегидных смол. Их образование можно упрощенно представить реакцией
|