Полимеризация — реакция взаимного соединения моно­мерных соединений.

6. Процесс полимеризации.

Основные ме­тоды получения пластмасс — полимеризация и поликонденсация.

При по­лимеризации происходит связывание молекул мономеров в полимерные цепи без высвобождения побочных продуктов реакции.

Процесс полиме­ризации является необратимым.

Механизм ее зависит от химической при­роды конкретного мономера и от условий, в которых происходит полимеризация.

Пост­роение макромолекул возможно двумя путями: полимери­зацией и поликонденсацией.

Полимеризация — реакция взаимного соединения моно­мерных соединений.

В процессе полимеризации путем по­следовательного присоединения многих молекул мономера происходит образование полимера, но при этом не проис­ходит отщепления или выделения каких-либо атомов или молекул.

В результате реакции образуется высокомолекулярное соединение, отличающееся от исходного лишь величиной молекулы.

Механизм реакции полимеризации заключается в активации некоторых молекул мономера под действием света или катализатора и в последующем присоединении к уже активизированным молекулам других молекул с обра­зованием длинных цепей.

Присоединение продолжается до тех пор, пока энергия первоначально активизированной молекулы не рассеется.

Реакция полимеризации имеет цепной характер и скла­дывается из трех основных стадий.

 1. Активация молекул мономера.

Она проис­ходит под действием тепла, света или химических веществ-инициаторов. Это индукционный пери­од, когда происходит разрыв двойных связей, предшествую­щий соединению молекул мономера.

Образование полиме­ра крайне незначительно.

Продолжительность индукцион­ного периода зависит от химической природы мономера, количества катализатора и температуры.

2.Рост цепи. — главная фаза реакции, во время которой происходит образование основного количества полимера.

 После того как в реакционной массе возникли активные центры, обладающие высокой реакционной способностью, зависящей от внутримолекулярных колебаний или наличия свободных химических валентностей, начинается процесс роста цепи.

Каждый активный центр обладает способнос­тью очень быстро присоединять другие молекулы.

Весь про­цесс протекает при помощи свободных радикалов, возника­ющих на концах растущей цепи полимера.

При этом акт присоединения имеет место при каждом столкновении, а это сопровождается освобождением большого количества энергии, каждый раз регенерирующей свободные валентно­сти.

Этот период протекает по типу экзотермической реак­ции, то есть с выделением значительного количества тепла.

происходит до определенного предела, при этом количество молекул мономера, связанных в одну макромолекулу, может достигать сотен тысяч. Здесь происходит основной количественный рост массы полиме­ра. Образование макромолекул сопровождается выделением большого количества тепла.

3. Обрыв цепи.

Обрыв цепи — образование макромолекулы заверша­ется моментом прекращения ее роста, что происходит по разным причинам.

Поэтому в соответствии с воздействием отдельных факторов полимеризация заканчивается образо­ванием полимеров одинакового строения, но с различной длины молекулярной цепью, или, как принято говорить, полимер представляет собой смесь полимергомологов.

Если в начале реакции имелось много активных центров (много тепла, большое количество катализатора), то возникают бо­лее короткие цепи, и образуется низкомолекулярный поли­мер.

Небольшое количество первоначальной энергии ведет к образованию небольшого количества активных центров и соответственно к образованию высокомолекулярного полимера.

Чем большую степень полимеризации удалось по­лучить (т.е. чем длиннее макромолекула), тем более высоки­ми свойствами будет обладать полимер.

К полимеризации склонны различные эфиры акриловой и метакриловой кислот.

 

Поликонденсация- процесс получения полимеров в ре­зультате соединения мономеров с образованием, наряду с высокомолекулярными, низкомолекулярных веществ (во­да, кислоты, аммиак и т.д.).