Синтез полимеров из мономеров основан на реакциях двух типов: полимеризации и поликонденсации.
Полимеризация
Пoлимеризация — реакция образования высокомолекулярных соединений путем последовательного присоединения молекул мономера к растущей цепи.
Полимеризация (полиприсоединение) протекает по общему уравнению:
nX → (-X-)n
где Х – мономер.
Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.
Реакции полимеризации идут в результате присоединения:
— по кратным связям (непредельные соединения, содержащие двойные или тройные связи):
Пример 1:
Пример 2:
— за счет раскрытия циклов:
В данном случае реакция идет за счет раскрытия цикла по связи C–O.
В зависимости от заряда частицы, которая инициирует процесс присоединения, различают катионную, анионную и радикальную полимеризации.
Сополимеризация
Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.
Например,
Сополимеризация этилена с пропиленом:
Этилен-пропиленовые сополимеры применяются в производстве ударопрочных резино-технических изделий, для изоляции электропроводов и кабелей, в качестве гидроизоляционного и кровельного материала в строительстве, для гидроизоляции искусственных водоемов, как покрытие детских и спортивных площадок.
Сополимеризация бутадиена и стирола:
Бутадиен-стирольный каучук отличается повышенной износостойкостью и применяется в шинной, резинотехнической, кабельной, обувной промышленности.
В сополимерах сочетаются свойства полимеров, полученных из каждого в отдельности взятого мономера.
Поэтому сополимеризация — эффективный способ синтеза полимеров с заданными свойствами.
Поликонденсация
Пoликонденсация — процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов.
Например,
Получение капрона из e-аминокапроновой кислоты:
Получение лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля:
Поликонденсация является основным способом образования природных полимеров в естественных условиях.
Видеоопыт «Получение пластмасс на примере резорцинформальдегидной смолы»
Видеоопыт «Получение пенопласта»
Высокомолекулярные соединения (ВМС)