Полимеризация это простыми словами что такое
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.
Что такое полимеризация?
Слово «полимеризация» в переводе с древнегреческого означает состоящее из множества частей.
В наше время полимеризацией называется процесс, в результате которого образуется полимер (высокомолекулярное соединение). Процесс протекает в результате присоединения молекул, имеющих малую молекулярную массу к активным центрам в возникающей молекуле полимера, причем этот процесс многократно повторяется.
Звено, которое повторяется называют мономерным или структурным.
Если рассмотреть молекулярный состав мономера и полимера, то он примерно, одинаковый. Как правило мономерами являются соединения, которые имеют способность открываться, вставать реакционноспособными и образовывать новые связи с другими соединениями, это обеспечивает рост цепи. Такими соединениями являются молекулы, содержащие кратные связи или ароматическое кольцо.
Немного истории
Процесс полимеризации был открыт учеными в середине 19 века. В это же время были получены первые мономеры, способные полимеризоваться – это стирол, изопрен и т.п. Но открытие процесса было условным, так как полное представление, что это за процесс, какие реакции и по какому механизму протекают было получено лишь в двадцатые годы 20 века благодаря Российским ученым. А в 1922 году химик Штаудингер представил доказательства, что полимеры – это соединения, которые состоят из больших молекул, связь между атомами которых обусловлена ковалентными связями.
Полимерная классификация
Есть несколько признаков, которые могут лежать в основе классификации.
Если в реакции «создания длинной цепи» принимает участие только один мономер, то такой процесс синтеза носит название «гомополимеризацией».
Если же в реакции принимают участвуют два мономера, то ее принято называть «сополимеризация».
Рост цепи, в ходе протекания реакции полимеризации проходит с присоединением мономера к активному центру. Если данный центр является радикальным, то и реакция полимеризации будет радикальной. Если активным центром выступает ион – то реакция ионная. Она в свою очередь делиться по типу иона на катионную и анионную.
Также в дополнении существует стереоспецифическая полимеризация. Для нее характерно получение полимеров с упорядоченной структурой.
Еще полимеризацию можно классифицировать по агрегатному состоянию веществ:
При ступенчатой полимеризации протекает реакция между двумя молекулами мономера, поэтому макроцепь образуется через стадии формирования димеров, тримеров и т.п. Реакция роста полимера протекает медленно.
При цепной полимеризации рост происходит в результате взаимодействия мономера и активного центра, расположенного на конце цепи. Полимеры, полученные по данному типу полимеризации имеют большую молекулярную массу.
В нашем научном мире принято под полимеризацией понимать как раз цепной тип.
По ЮПАК выделяют четыре вида:
Описание механизма цепного типа полимеризации
Цепная полимеризация протекает через четыре основные стадии:
Промышленная полимеризация
В промышленном процессе полимеризации ее проводят четырьмя основными способами: объемным методом, в растворе, в суспензии или в эмульсии.
Наибольшее распространение получила объёмная полимеризация. Особенно это касается процессов, в результате которых необходимо получить конечный продукт в твердой фазе. Данный метод синтеза позволяет получать продукт, содержащий минимальное количество примесей. Как и любой другой способ получения, объемная полимеризация не лишена минусов.
Если полимеризация протекает в растворе, то проблемы с перемешиванием не возникают, реактор не пачкается. Но, с другой стороны, эффективность синтеза низкая, требуется дополнительно стадия выделение полимера. Плюс, существует проблемы с организацией производства, так как применяемые растворители огнеопасны и токсичны.
В суспензированной полимеризации применяется смесь с низкой вязкостью, в ней теплоперенос протекает более эффективно. Но, к сожалению, данное производство сложно провести в крупнотоннажном размере. А еще существует проблема, связанная с тем, что требуются большие затраты на утилизацию отработанной воды.
Эмульсированная полимеризация дает возможность получить конечный продукт в виде эмульсии (латекс). Данный вид полимеризации имеет преимущества: низкую степень вязкости и хорошее распределение тепла. А минусами процесса является необходимость выделения полимера, наличие загрязняющих продукт примесей.
Открытие процесса полимеризации, понимание протекания ее реакций произвело революцию во всем мире. Полимеризация позволила получить пластик, синтетические ткани, сверхпрочные, огнеупорные материалы, медицинское оборудование и множество «искусственных» органов, тканей, что позволило спасти жизнь миллионов людей.
Продукты полимеризации применяются плотно вошли в нашу жизнь с 20 века. Теперь они окружают нас во всем – одежде, быте, работе. Во всех сферах жизни применяются высокомолекулярные соединения: корпуса телефонов и бытовой техники, строительные материалы, лаки и краски, одежда, спецодежда, парники, пленки и многое-многое другое. Полимеры сделали нашу жизнь комфортабельнее, безопаснее, но и мы не должны забывать, что несмотря на то, что в природе существуют «врожденные», созданные ею самой полимеры, но искусственно созданное вещество, попадая в землю, воду может принести вред окружающей среде. От пакетов погибают рыбы, от сжигания пластика отравляется воздух, отравления почвы приводит к тому, что на ней произрастают «отравленные» растения, которые используют в пищу животные и люди. Поэтому, пользуясь полимерами, всегда нужно помнить о правильности их утилизации, чтобы сохранить окружающий мир для наших детей. Сейчас данному вопросу экологической безопасности уделяется особое внимание. Спустя два века человечество стало плотно задумываться о том, как безопасно избавиться, от искусственно созданного. Все больше технологий утилизации полимеров разрабатывается, была введена программа разделения отходов, сдача отдельно особо опасных. Мы все должны заботиться об окружающем мире и беречь его.
Значение слова «полимеризация»
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
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:
инициирование — зарождение активных центров полимеризации;
рост (продолжение) цепи — процесс последовательного присоединения молекул мономеров к центрам;
передача цепи — переход активного центра на другую молекулу;
разветвление цепи — образование нескольких активных центров из одного;
обрыв цепи — гибель активных центров.
полимериза́ция
1. процесс образования полимера ◆ В надежде, что полимеризация этилена наступит при более высоких температурах, мы заказали к прибору для поглощения особую воздушную баню из листового железа, с помощью которой можно было нагревать поглощающий прибор выше 200°, но и эта попытка не привела к желаемому результату. А. М. Бутлеров, «Теоретические и экспериментальные работы по химии», 1851–1886 г. (цитата из НКРЯ)
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: распеваться — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
полимеризация
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ (от греч. polymeres — состоящий из многих частей)
процесс получения высокомолекулярных соединений, при котором молекула полимера (макромолекула) образуется путем последоват. присоединения молекул низ-комол. вещества (мономера) к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи. По числу участвующих в реакции мономеров П. разделяют на гомополимеризацию (один мономер) и сополимеризацию (два и более), в зависимости от природы активного центра-на радикальную полимеризацию, в которой активным центром является своб. радикал (макрорадикал), и ионную П., где активные центры-ионы, ионные пары или поляризов. молекулы ( см. анионная полимеризация, катионная полимеризация, координационно-ионная полимеризация). Важный вид П. — стереоспецифиче-ская полимеризация, при которой образуются полимеры с упорядоченной пространств. структурой (стереорегулярные полимеры).
В П. вступают вещества, содержащие кратные связи C=C, C=O, C=N и т. д., либо способные раскрываться циклич. группировки (оксиды олефинов, циклич. простые и сложные эфиры, циклосилоксаны, лактамы и др.). П. большинства мономеров идет с выделением тепла ( 
гл. обр. за счет потери постулат, степеней свободы молекулами мономера ( 
т. е. реализуется условие убыли своб. энергии 
; см. химическая термодинамика) лишь ниже некоторой предельной температуры 
; выше Тпр термодинамически более выгодна деполимеризация полимера ( см. деструкция полимеров). Для большинства винильных и диеновых соед. T достаточно высока: напр., для стирола она равна 330 °C (исключение-α-метилстирол, Tпр −61 °C); для мономеров др. типов низкая Тпр м. б. общим правилом; напр., для ТГФ Tпр= 85 °C, для ацетальдегида Tпр= −26 °C.
П. — особый тип цепных реакции; в ней развитие кинетич. цепи сопровождается ростом материальной цепи макромолекулы. Процесс включает неск. осн. стадий, т. наз. элементарных актов: инициирование — превращ. небольшой доли молекул мономера в активные центры под действием специально вводимых веществ (инициаторы радикальные и катализаторы полимеризации), излучения высоких энергий (радиационная полимеризация), света (фотополимеризация) или электрич. тока; рост цепи-последоват. присоединение молекул мономера (M) к активному центру (M*):
обрыв цепи — гибель активного центра при его реакции с др. активным центром, к.-л. др. веществом или из-за изомеризации в неактивные продукты; передача цепи — переход активного центра на к.-л. др. частицу (мономер, растворитель, полимер и т. п.), начинающую рост новой макромолекулы ( в присут. больших количеств активного агента передачи цепи образуются только вещества невысокой мол. массы; такой процесс наз. теломеризацией). Первые две стадии присутствуют во всех процессах П.; обрыв и (или) передача цепи в ряде случаев могут отсутствовать.
Вид кинетич. уравнений П. зависит от механизма конкретных процессов. При их выводе принимают, что активность растущих макромолекул не зависит от их длины и что общая скорость равна скорости реакции роста цепи (реакция обычно бимолекулярна):
, где [M]
и [M*] — соотв. концентрации мономера и активных центров, kp— константа скорости роста цепи (возможны и др. случаи, как, напр., в координационно-ионной полимеризации). Для нахождения [M *] часто (если время жизни активных частиц мало по сравнению с общим временем процесса) используют т. наз. принцип стационарности, т. е. полагают, что скорости инициирования и обрыва цепи равны (подробнее см. радикальная полимеризация, кинетика химическая).
В реакции роста, обрыва и передачи цепи может с определенной вероятностью вступить растущая цепь любой длины, поэтому степень П. (число мономерных звеньев в макромолекуле) и молекулярная масса полимеров являются ста-тистич. величинами; их средние значения и характер моле-кулярно-массового распределения определяются механизмом П. и могут быть вычислены, если известна кинетич. схема процесса.
П. может быть осуществлена разл. способами, различающимися по агрегатному состоянию системы. Наиб. распространены блочная полимеризация мономера, полимеризация в растворе, П. в водных дисперсиях (эмульсионная или суспензионная полимеризация), П. газообразного мономера под действием ионизирующего излучения или на поверхности твердых катализаторов (газофазная полимеризация), а также твердофазная полимеризация (П. твердого мономера под действием ионизир. излучения или света). Известна полимеризация на наполнителях.
Методами П. получают ок. 3 /4 общего мирового выпуска синтетич. полимеров, в т. ч. такие наиб. крупнотоннажные, как полиолефины, полистирол, поливинилхлорид, а также осн. массу CK ( см. каучуки синтетические).
На П. (сначала как на побочную реакцию) было указано еще в сер. 19 в., практически одновременно с выделением первых способных к ней веществ (винилхлорида, стирола, изопрена), однако ее хим. сущность и тесная связь с цепными реакциями были поняты лишь в 20-30-е гг. 20 в. благодаря работам С. В. Лебедева, Г. Штаудингера, С. С. Медведева, Г. Марка, К. Циглера и др.
Лит.: Бреслер С. E., Ерусалимский Б. Л., Физика и химия макромолекул, M.-Л., 1965; Энциклопедия полимеров, т. 1–3, М., 1972–77; Берлин Ал. Ал., Вольфсон С. А., Кинетический метод в синтезе полимеров, М., 1973; Оудиап Дж., Основы химии полимеров, пер. с англ., М., 1974; Encyclopedia of polymer science and technology, v. 1–16, N. Y, 1964–72; Suppl. 1–2, N. Y., 1976–77.
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