Статья: Высокомолекулярные соединения

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.

Волокна.

Рисунок 2. Виды волокон.

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.

Найлон получают путем поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты.

Рисунок 4. Получение найлона.

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.

Бутадиен-стирольный каучук синтезируют следующим образом:

Рисунок 6. Получение бутадиен-стирольного каучука.