Полимеризация
Полимериза́ция (др.-греч. πολυμερής — состоящий из многих частей) — процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера. Молекула мономера, входящая в состав полимера, образует т.наз. мономерное (структурное) звено. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера приблизительно одинаков.
Обычно мономерами являются соединения, содержащие кратные связи, которые способны, раскрываясь, образовывать новые связи с другими молекулами, обеспечивая рост цепей.
Механизм полимеризации обычно включает в себя ряд связанных стадий:
Виды полимеризации
В основу классификации полимеризации могут быть положены различные признаки:
В основе химических превращений полимеров лежит замена одних функциональных групп на другие, что проходит без изменения степени полимеризации.
Исторические данные
Полимеризация была открыта ещё в середине XIX века, практически одновременно с выделением первых способных к полимеризации мономеров (стирола, изопрена, винилхлорида, метакриловой кислоты и др.). Однако суть полимеризации как цепного процесса образования истинных химических связей между молекулами мономера была понята лишь в 20—30-е гг. XX века благодаря работам Г. Штаудингера, С. В. Лебедева, Б. В. Бызова, К. Циглера. В 1922 химик Штаудингер доказал, что полимеры представляют собой соединения, состоящие из больших молекул, атомы которых связаны между собой ковалентными связями.
Полимеризация
Полезное
Смотреть что такое «Полимеризация» в других словарях:
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, метод синтеза ПОЛИМЕРОВ. Они образуются в процессе химического соединения нескольких простых молекул и представляют собой молекулы с открытой цепью, гигантские разветвленные или сетчатые молекулы, или сочетание и тех, и других.… … Научно-технический энциклопедический словарь
Полимеризация — – процесс синтеза высокомолекулярного вещества путем последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — метод синтеза полимеров, при котором взаимодействие молекул мономера (или мономеров) не сопровождается обычно выделением побочных низкомолекулярных соединений. Используется в промышленности для получения полиолефинов, полистирола, полиакрилатов,… … Большой Энциклопедический словарь
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — органов (или органелл у простейших), процесс увеличения в филогенезе числа равноценных гомологичных образований в организме. Принцип П. выдвинут в 1929 В. А. Догелем. П. обеспечивает множественность элементов данной биол. системы, повышая… … Биологический энциклопедический словарь
полимеризация — сущ., кол во синонимов: 8 • автополимеризация (1) • биополимеризация (1) • … Словарь синонимов
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, процесс образования полимеров (см. Полимерия) как переход от малостойкой формы вещества к более стойкой, является экзотермическим процессом. Выделение тепла при П. обычно значительно; напр. при П. трех молекул ацетальдегида в… … Большая медицинская энциклопедия
полимеризация — Образование высокомолекулярного соединения, протекающее по механизму присоединения молекул исходного низкомолекулярного соединения и не сопровождающееся выделением простейших веществ. [ГОСТ 27244 93] Тематики волокна химические … Справочник технического переводчика
Полимеризация — * полімерызацыя * polymerization образование полимера (см.) из мономерных молекул, при котором не происходит выделения побочных низкомолекулярных соединений … Генетика. Энциклопедический словарь
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — хим. реакция синтеза (см.), при которой одинаковые молекулы звенья (мономеры) соединяются в огромные молекулы цепочки. Процессы получения высокомолекулярных соединений (см.) называют цепными реакциями … Большая политехническая энциклопедия
Полимеризация — Анионная полимеризация этиленоксида в полиэтиленгликоль Полимеризация (др. греч … Википедия
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — (от греч. polymeres состоящий из многих частей), процесс получения высокомолекулярных соединений, при к ром молекула полимера (макромолекула )образуется путем последоват. присоединения молекул низ комол. в ва ( мономера )к активному центру,… … Химическая энциклопедия
Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации
Содержание:
Число n показывает, из скольких мономеров состоит полимер, и называется степенью полимеризации. Молекулярная масса иногда достигает нескольких миллионов.
Высокомолекулярные соединения классифицируются по характеру мономеров:
Полимеры получают с помощью:
Реакции полимеризации
Реакции полимеризации заключаются в объединении большого количества низкомолекулярных соединений, количество которых определяется степенью полимеризации. Общее уравнение реакции:
Самой распространенной реакций полимеризации является реакция получения полиэтилена:
реакции полимеризации вступают непредельные соединения. Это могут быть молекулы одного мономера, либо разных. В первой ситуации реакцию называют гомополимеризацией, во второй – сополимеризацией.
I. Гомополимеризация
К этим реакциям относят получение полиэтилена, полипропилена поливинилхлорида и т.д. Например, получение полипропилена из пропена под действием ультрафиолетовых лучей:
II. Сополимеризация
К этим реакциям относят получение сополимера этилена и пропилена:
Полимеры, которые получают в результате реакций полимеризации
Формула
Название
Реакции поликонденсации
I. Гомополиконденсация
К данным реакциям относят получение полимера из одного мономера с выделением конденсата. Например, получение полисахарида из глюкозы – этот процесс происходит в природе.
Синтетическое волокно получают в промышленности из аминоэнантовой кислоты под воздействием температуры, давления и катализатора в виде молекулярного азота.
II. Сополиконденсация
К данным реакциям относят получение полимера из нескольких мономеров с выделением конденсата. Например, получение фенолформальдегидной смолы из фенола и формальдегида в щелочной или подкисленной среде.
С помощью реакций сополиконденсации в промышленности получают полиэфиры, полиамины, полиакрил и т.д.
Характеристика полимеров
Полимеры – это соединения, которые имеют особые свойства и множество классификаций.
По способу получения высокомолекулярные вещества делятся на:
Также по форме макромолекул:
А еще по свойствам и применению:
Все полимеры активно используются в отраслях жизнедеятельности человека.
Пластик (пластические массы) – полезные материалы, которые способны под воздействием температур или давления плавиться и при застывании оставлять заданную форму. Этот процесс сопровождается переходом из вязкотекучего в стеклообразное состояние. Главный компонент пластмассы – полимер, а остальные части – это наполнители, пластификаторы, красители и т.д.
Эластомеры – это высокомолекулярные соединения, которые обладают высокоэластичными свойствами. Каучуки используют для изготовления автомобильных шин, промышленных товаров и медицинских препаратов. Натуральный каучук получают из латекса (млечный сок каучуконосных растений). Получают по методу С.В. Лебедева с помощью полимеризации дивинила при действии металлического натрия.
Волокна – это высокомолекулярные соединения, для которых характерна строгая упорядоченность молекул и используется в изготовлении нитей. Существует три типа волокон, которые разделяются еще на несколько подтипов.
Полимеры – это соединения, с помощью которых человечество способно изготавливать высокопрочные материалы и довольствоваться благами технологий.
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
, где с—скорость света, а Д — длина волны). Если опыт дает, что на каждый квант приходится большое число прореагировавших молекул, то это свидетельствует о наличии цепной реакции. Однако квантовый выход в случае реакции П. еще не был экспериментально определен.—Катализаторы могут чрезвычайно увеличивать скорость П. во многих случаях; напр. П. альдегидов ускоряется в присутствии НС1, ZnCl2 и др.; олефинов—в присутствии H2S04. Как применение различных условий нагревания или освещения, так и употребление различных катализаторов может направить полимеризацию в желательную сторону. Пример: бутадиен образует при нагревании с небольшим количеством озонидов или перекисе*й озонид-каучуки, близко стоящие к нормальному каучуку; при нагревании же с металлическим натрием бутадиен дает аномальный натрий-каучук, а при нагревании с к-тами бутадиен дает димерные терпеновые углеводороды. По мнению Муре и Дюфреса (Moureu, Du-fraisse) при процессе П. чрезвычайно большую роль играет кислород. Они выдвинули теорию, согласно к-рой т. н. автооксидация, т. е. присоединение газообразного кислорода к веществу, происходит путем промежуточного образования неустойчивых перекисных форм. Эти же перекисные формы являются катализаторами в процессе П. Прибавление веществ, замедляющих окисление, подавляет П. Наиболее изученным является случай образования диза-крила из акролеина. До исследования Муре и Дюфреса получение акролеина в количествах, превышающих несколько литров, было невозможно вследствие его П. в дизакрил; прибавление 0,025% фенолов к акролеину прекращает способность к автооксидации и П., что позволило готовить акролеин тоннами во Франции во время войны. Свою теорию эти химики распространили и на другие случаи П., например на старение каучука. Лит.: Meyer u. Mark, Der Aufbau der hochpoly-meren organisclien Naturstoffe, Lpz., 1930. А. Баландин.
Полезное
Смотреть что такое «ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ» в других словарях:
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, метод синтеза ПОЛИМЕРОВ. Они образуются в процессе химического соединения нескольких простых молекул и представляют собой молекулы с открытой цепью, гигантские разветвленные или сетчатые молекулы, или сочетание и тех, и других.… … Научно-технический энциклопедический словарь
Полимеризация — – процесс синтеза высокомолекулярного вещества путем последовательного присоединения молекул низкомолекулярного вещества к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — метод синтеза полимеров, при котором взаимодействие молекул мономера (или мономеров) не сопровождается обычно выделением побочных низкомолекулярных соединений. Используется в промышленности для получения полиолефинов, полистирола, полиакрилатов,… … Большой Энциклопедический словарь
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — органов (или органелл у простейших), процесс увеличения в филогенезе числа равноценных гомологичных образований в организме. Принцип П. выдвинут в 1929 В. А. Догелем. П. обеспечивает множественность элементов данной биол. системы, повышая… … Биологический энциклопедический словарь
полимеризация — сущ., кол во синонимов: 8 • автополимеризация (1) • биополимеризация (1) • … Словарь синонимов
полимеризация — Образование высокомолекулярного соединения, протекающее по механизму присоединения молекул исходного низкомолекулярного соединения и не сопровождающееся выделением простейших веществ. [ГОСТ 27244 93] Тематики волокна химические … Справочник технического переводчика
Полимеризация — * полімерызацыя * polymerization образование полимера (см.) из мономерных молекул, при котором не происходит выделения побочных низкомолекулярных соединений … Генетика. Энциклопедический словарь
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — хим. реакция синтеза (см.), при которой одинаковые молекулы звенья (мономеры) соединяются в огромные молекулы цепочки. Процессы получения высокомолекулярных соединений (см.) называют цепными реакциями … Большая политехническая энциклопедия
Полимеризация — Анионная полимеризация этиленоксида в полиэтиленгликоль Полимеризация (др. греч … Википедия
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ — (от греч. polymeres состоящий из многих частей), процесс получения высокомолекулярных соединений, при к ром молекула полимера (макромолекула )образуется путем последоват. присоединения молекул низ комол. в ва ( мономера )к активному центру,… … Химическая энциклопедия
Полимеры
Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.
| Высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения, называются полимерами (от греч. «поли» — много, «мерос» — часть). |
…-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-… или (-CH2—CH2-)n
Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» — большой, длинный). Молекулярная масса макромолекул достигает десятков — сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц.
Соединения, из которых образуются полимеры, называются мономерами.
Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном.
| Мономеры – низкомолекулярные вещества, из которых образуются полимеры. |
Степень полимеризации – число, показывающее количество элементарных звеньев в молекуле полимера.
Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено: (–CH2–CH2–)n.
Классификация полимеров
Полимеры, макромолекулы которых построены строго определенным способом, называют регулярными.
Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH2–CHR–)n расположены упорядоченно.
Стереорегулярные полимеры обладают гораздо лучшими свойствами – пластичностью, прочностью и теплостойкостью; они способны кристаллизоваться, в отличие от нерегулярных.
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).
Классификация по происхождению
По способу получения полимеры делятся на: природные, синтетические и искусственные.
| Природные волокна | Синтетические волокна | Искусственные |
| Непосредственно существуют в природе Природные полимеры непосредственно существуют в природе (крахмал, целлюлоза и др.). Синтетические полимеры получают полностью химическим путем в реакциях полимеризации и поликонденсации (полиэтилен, полихлорвинил, фенол-формальдегидные смолы, метилметакрилат и т.д.). Не имеют аналогов в природе. Искусственные – получают модификацией натуральных полимеров (вискоза –модифицированная целлюлоза, резина –модификация натурального каучука). Классификация по химическому характеруПо химическому характеру и составу полимеры и химические волокна бывают: полиэфирные, полиамидные, элементоорганические (например, кремнийорганические полимеры). Найлон, капрон | Содержат атомы других хим. элементов (кремний и др.). Кремнийорганические полимеры |
Элементоорганические полимеры — содержат атомы других химических элементов (помимо С, Н, О, N).
Классификация по способу получения
Полимеры получают либо реакциями полимеризации, либо поликонденсацией.
| Полимеризация | Поликонденсация |
| Это присоединение одних молекул к другим за счет разрыва кратных связей. Побочные продукты, как правило, не образуются. Полиэтилен, полипропилен и др. | Образование полимера происходит за счет реакции замещения. При этом образуется низкомолекулярный побочный продукт. Фенолформальдегидная смола, капрон |
| Полимеризация — процесс образования высокомолекулярного вещества(полимера) путём многократного присоединения молекул мономера к активным центрам в растущей молекуле полимера. |
| Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (обычно это вода). |
Свойства полимеров
По свойствам полимеры можно разделить на: термореактивные, термопластичные и эластомеры.
| Термореактивные | Термопластичные | Эластомеры |
| Неплавкие и неэластичные материалы. Фенолформальдегидные смолы, полиуретан | Меняют форму при нагревании и сохраняют её. Полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид | Эластичные вещества при разных температурах. Натуральный каучук, полихлоропрен |
Термореактивные полимеры — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.
Термопластичные полимеры — меняют форму в нагретом состоянии и сохраняют её после охлаждения.
Эластомеры – обладают высокоэластичными свойствами в широком интервале температур.
Полимеризация и поликонденсация
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. 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.
Важнейшие синтетические полимеры
Изображение с портала orgchem.ru Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:
Поликонденсация
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
