Vlastnosti reakcí polymerace a polykondenzace. Polymery a elektrická měď

Syntetické polymery se získávají jako výsledek polymeračních reakcí, polykondenzace a transformací v řetězcích makromolekul.

Polymerace je proces kombinování velkého počtu molekul monomeru navzájem rozbitím více vazeb (C = C, C = O, C = N, C = C atd.) Nebo otevřením kruhů obsahujících heteroatomy (O, N, S ). Během polymerace obvykle nedochází k tvorbě a uvolňování nízkomolekulárních vedlejších produktů, v důsledku čehož mají polymer a monomer stejné elementární složení.

Polykondenzace je proces vzájemné kombinace molekul jednoho nebo více monomerů obsahujících dvě nebo více funkčních skupin (OH, COOH, COCl, NH 2 atd.), Které jsou schopné chemické interakce, při které dochází k eliminaci produktů s nízkou molekulovou hmotností ( H20, HCl atd.). Polymery získané metodou polykondenzace neodpovídají počátečním monomerům v elementárním složení; proto je struktura jejich makromolekul považována z hlediska opakující se jednotky, nikoli monomerní jednotky.

Polymerizace monomerů s více vazbami probíhá podle zákonů řetězové reakce v důsledku rozbití nenasycených vazeb. Během řetězové polymerace se makromolekula tvoří velmi rychle a okamžitě získává své konečné rozměry.

Základní rozdíl mezi řetězovou polymerací od krokové polymerace a od polykondenzace spočívá v tom, že v různých fázích procesu se reakční směs vždy skládá z monomeru a polymeru a neobsahuje di-, tri-, tetramery. Se zvyšováním doby trvání reakce se zvyšuje pouze počet polymerních makromolekul a monomer se spotřebovává postupně. Molekulová hmotnost polymeru nezávisí na stupni dokončení reakce nebo na stejné úrovni konverze monomeru, která určuje pouze výtěžek polymeru.

Mnoho polymerů nelze získat ani polymerací, ani polykondenzací, protože buď výchozí monomery nejsou známy, nebo monomery nemohou tvořit sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností. Syntéza takových polymerů se provádí vycházeje z vysokomolekulárních sloučenin, jejichž makromolekuly obsahují reaktivní funkční skupiny. U těchto skupin vstupují polymery do stejných reakcí jako sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností obsahující takové skupiny.

Transformace funkčních skupin v polymerech probíhá pomaleji než v nízkomolekulárních látkách. To je způsobeno vlivem struktury jejich řetězců, stérických faktorů, tvaru makromolekul (volné nebo husté cívky), fázového stavu polymerů (krystalických nebo amorfních) a difúzních procesů na reaktivitu funkčních skupin polymerů. Uvedené faktory určit dostupnost funkčních skupin makromolekul pro chemické činidlo.

Reakce v polymerních řetězcích může nastat bez významné změny molekulové hmotnosti polymeru (tzv. polymer-analogické transformace), se zvýšením molekulové hmotnosti polymeru (syntéza roubovaných a blokových kopolymerů) nebo se snížením molekulové hmotnosti (zničení makromolekul).

Polymerně analogické transformace jsou reakce polymerů s nízkomolekulárními látkami, v důsledku čehož jsou některé funkční skupiny nahrazeny v polymerech beze změny délky hlavního řetězce makromolekul. Například polyvinylalkohol nelze získat polymerací monomeru - vinylalkoholu, protože ten je nestabilní a po přijetí se okamžitě izomerizuje na acetaldehyd:

Různé polyvinylacetaly, ethery celulózy atd. Se v průmyslu získávají reakcí analogických polymerních transformací.

Reakce v polymerních řetězcích, doprovázené změnou jejich molekulové hmotnosti, probíhají ve třech případech: když monomer interaguje s polymerem, který slouží jako jeho iniciátor; když různé polymery nebo oligomery interagují (interpolymerní interakce) v důsledku reaktivních funkčních skupin, které obsahují; během rekombinace (kombinace) dvou makroradikálů, které vznikají při ozařování nebo mechanickém působení na směs polymerů. V průmyslu se obdobnými reakcemi získává vysoce odolný polystyren a plasty ABS.

Zničení polymerů je doprovázeno poklesem molekulové hmotnosti v důsledku prasknutí hlavního řetězce makromolekuly. Faktory způsobující destrukci jsou teplo, světlo, kyslík, pronikající záření, mechanické namáhání atd. Během destrukce klesá molekulová hmotnost polymeru a zhoršují se jeho fyzikální a mechanické vlastnosti. Odolnost polymerů proti degradaci závisí na jejich chemické struktuře, tvaru makromolekul, stupni krystalinity a frekvenci prostorové sítě.

Destruktivní reakce probíhají hlavně radikálním (méně často iontovým) mechanismem. Rozlišujte mezi tepelnou, termooxidační, fotochemickou, radiační, mechanickou a chemickou destrukcí. Destruktivní reakce jsou základem stárnutí polymerů, při kterém se zhoršují nebo ztrácejí své prospěšné vlastnosti.

Jak již bylo uvedeno, další kategorií reakcí na přirozenou výrobu polymerů jsou postupné procesy, které zahrnují polykondenzaci a postupnou polymeraci. V těchto reakcích jsou rostoucí polymerní řetězce po každém přidání aktivní částice, proces tvorby polymeru probíhá v krocích a molekulová hmotnost se postupně zvyšuje.

S postupnou polymerací a polykondenzací as řetězovou polymerací jiný čas získat produkt s vysokou molekulovou hmotností, tj. dokončit růst makromolekulového řetězce. Například během polykondenzace, která probíhá podle postupného schématu, se velikost molekuly zvyšuje relativně nízkou rychlostí a nejprve se z monomerů vytvoří polymer, dimer, trimer, tetramer atd. Řetězová polymerace produkuje molekuly s vysokou molekulovou hmotností téměř okamžitě po zahájení reakce. V druhý případ v různých fázích procesu jsou v reakční směsi vždy přítomny pouze monomer a polymer a nejsou zde žádné molekuly střední velikosti. Jak se zvyšuje reakční doba, zvyšuje se pouze počet molekul polymeru. Molekulová hmotnost polymeru nezávisí na stupni dokončení reakce, který ovlivňuje pouze výtěžek polymeru. V polykondenzaci dochází k tvorbě polymeru ve fázi velmi vysoký stupeň dokončení reakce (více než 98%) a výtěžek a molekulová hmotnost polymeru závisí na trvání reakce.

Původní molekuly a molekuly získané v důsledku polykondenzace jsou stabilní a lze je izolovat. Obsahují však na koncích reaktivní skupiny a mohou se podílet na dalších kondenzačních reakcích navzájem nebo s jinými monomery. Průmyslově se používá k výrobě oligomerů a syntéze různých polymerů z nich, včetně polymerů s prostorově zesítěnou strukturou.

Polykondenzace, na které se podílejí pouze bifunkční molekuly, vede ke vzniku lineárních molekul polymeru a je nazývána lineární.
Například tvorba polyamidu:

V tomto případě lze stejný princip konstrukce makromolekul implementovat jak při reakci dvou různých bifunkčních monomerů, z nichž každý obsahuje pouze jeden typ funkčních skupin (a), tak z jednoho monomeru obsahujícího oba typy funkčních skupin (b) . Případ (a) odpovídá kopolykondenzaci, případ (b) homopolykondenzaci.

Polykondenzační proces, na kterém se podílejí molekuly se třemi nebo více funkčními skupinami, vede k tvorbě rozvětvených nebo trojrozměrných (síťovaných, zesítěných) struktur a je nazýván trojrozměrný
polykondenzace. Například tvorba fenolformaldehydových pryskyřic:

Podobným postupem je polykondenzace glycerinu a kyseliny ftalové (glyftalové pryskyřice), silanetrioly atd.

Polykondenzace je rovnovážný proces, tj. Kondenzační produkty mohou reagovat s vedlejšími produkty s nízkou molekulovou hmotností za vzniku výchozích sloučenin.

Rovnováha reakce by tedy měla být posunuta doprava v důsledku odstranění produktu s nízkou molekulovou hmotností (ab) z reakční zóny (například destilací, evakuací). V důsledku fáze polykondenzační reakce (monomer + monomer ® dimer; dimer + monomer ® trimer; dimer + dimer ® tetramer; trimer + dimer ® pentamer atd.) Se molekulová hmotnost produktů neustále zvyšuje a monomer dlouho mizí před vznikem polymeru s molekulovou hmotností větší než 5000-10000. Ve většině polykondenzačních reakcí nezůstává v době tvorby polymeru více než 1% výchozího monomeru.

Při lineární polykondenzaci dvou monomerů je pro dosažení nejvyšší možné vysoké molekulové hmotnosti polymeru nutné dodržovat rovnost koncentrací výchozích složek. Zvýšení koncentrace jednoho z nich prudce snižuje stupeň polykondenzace, protože funkční skupiny přebytečného monomeru působí jako inhibitory a zastavují reakci v počátečních stádiích, tj. Před tvorbou polymeru.

Při provádění polykondenzace je velmi důležité znát závislost její rychlosti na různých faktorech, závislost stupně polykondenzace na stupni přeměny monomeru, poměr monomerů ve směsi a další důvody ukončení růstu molekulové hmotnosti polymeru (je obvykle mnohem menší než během polymerace). Závislost limitujícího stupně polykondenzace na koncentraci uvolněné nízkomolekulární sloučeniny a rovnovážné konstanty je charakterizována rovnicí rovnováhy polykondenzace:

kde P je stupeň polykondenzace; k - rovnovážná konstanta; na je molární zlomek nízkomolekulární látky uvolněné během reakce. Závislost stupně polykondenzace na stupni přeměny monomerů je vyjádřena křivkou znázorněnou na obr. 10. Zde je vidět, že polymer se tvoří až poté, co se spotřebuje hlavní hmota monomeru.

Trojrozměrná polykondenzace se liší od lineárně vyšší rychlostní konstanty přímé reakce hlavně v důsledku přechodu systému do gelu po zahájení reakce. Rozvětvená polymerní struktura se vytvoří, když bifunkční a trifunkční molekuly reagují navzájem. Trifunkční molekula vede k rozvětvení, řetězce se rozvětvují jeden po druhém a ve výsledku se vytváří nekonečná síť. Například kondenzace trojsytného alkoholu - glycerolu a kyseliny dibázové ftalové. Čím vyšší je funkčnost monomerů, tím nižší je stupeň dokončení reakce, dochází ke gelovatění. Vzhledem k vytvoření málo mobilní rozvětvené nebo síťové struktury nejsou požadavky na udržování stejných koncentrací funkčních skupin a odstraňování nízkomolekulárních polykondenzačních produktů tak přísné jako u lineární polykondenzace.

Postupná (nebo migrační) polymerace je ve svých základních zákonech a struktuře výsledného polymeru podobná lineární polykondenzaci. Připevnění každého následujícího monomeru k rostoucímu řetězci, který je také stabilní částice, se provádí pohybem (migrací) vodíku. Tento proces probíhá při syntéze polyurethanů z isokyanátů a glykolů:

a tak dále, dokud se nevytvoří polymer

Rozdíl mezi postupnou polymerací a polykondenzací spočívá v tom, že nedochází k uvolňování nízkomolekulárního vedlejšího produktu reakce. Pokud je glykol nahrazen vícemocným alkoholem (glycerin, pentaerythritol atd.) Nebo diisokyanátem triisokyanátem, získají se prostorové polymery; reakce jejich vzniku je analogická s trojrozměrnou polykondenzací.

Polymerace v důsledku otevření kruhu monomerních molekul také často probíhá mechanismem postupných reakcí (například polymerace e-kaprolaktamu). Tento proces je aktivován malým množstvím vody, kyseliny, zásady:

Jak je vidět, aktivátor je připojen pouze k první molekule monomeru a během růstu řetězce se funkční skupiny přesouvají na konec řetězce, tj. Dochází k migrační polymeraci.

Cyklické monomery mohou také polymerovat iontově (např. Ethylenoxid, trioxan, sodná sůl e-kaprolaktamu, propylenoxid). Když je prsten rozbit, obnoví se stejné typy vazeb spojením dvou, tří atd., Rozbitých prstenů do řetězu.

Polymery.

Polymery(Řecky πολύ- - hodně; μέρος - část) - toto komplexní látky, jehož molekuly jsou postaveny z mnoha opakujících se elementárních jednotek - monomery.

Polymery jsou vysokomolekulární sloučeniny s velkými molekulovými hmotnostmi (řádově stovky, tisíce a miliony).

Následující dva procesy vedou k tvorbě vysokomolekulárních sloučenin:

1. Polymerační reakce,

2. Reakce polykondenzace.

Polymerační reakce

Polymerační reakce- proces, v jehož důsledku jsou molekuly nízkomolekulárních sloučenin ( monomer) kombinujte navzájem a vytvářejte novou látku ( polymer), jehož molekulová hmotnost je celočíselný početkrát větší než u monomeru.

Polymerizace, typické hlavně pro sloučeniny s více vazbami (dvojnými nebo trojnými). Několik vazeb během polymerační reakce se převede na jednoduché (jednoduché) vazby. Valenční elektrony uvolněné v důsledku této transformace se používají k vytvoření kovalentních vazeb mezi monomery.

Příkladem polymerační reakce je tvorba polyethylenu z ethylenu:

Nebo v obecný pohled:

Charakteristickým rysem této reakce je, že je výsledkem tvoří se pouze polymerní látka a neuvolňují se žádné vedlejší látky... To vysvětluje rozmanitost hmotností polymeru a výchozích monomerů.

Polykondenzační reakce

Polykondenzační reakce- proces tvorby polymeru ze sloučenin s nízkou molekulovou hmotností (monomerů).

Ale v tento případ monomery obsahují dvě nebo více funkčních skupin, které v průběhu reakce ztrácejí atomy, ze kterých se tvoří další látky (voda, amoniak, halogenovodíky atd.).

Složení elementární jednotky polymeru se tedy liší od složení počátečního monomeru a v průběhu polykondenzační reakce získáme nejen samotný polymer, ale také další látky.

Příklad polykondenzační reakce - tvorba nylon z kyselina aminokapronová:

Během této reakce byla aminoskupina ( -NH 2) ztrácí jeden atom vodíku a karboxylovou skupinu ( -Ne) ztrácí svou hydroxylovou skupinu ( - JE ON). Iony oddělené od monomerů tvoří molekulu vody.

Přírodní polymery

Příklady přírodních vysokomolekulárních sloučenin (polymerů) jsou polysacharidy škrob a celulóza, postavené z elementárních jednotek, které jsou zbytky monosacharidu ( glukóza).

Kůže, vlna, bavlna, hedvábí jsou přírodní polymery.

Škrob se tvoří v důsledku fotosyntézy v listech rostlin a je uložen v hlízách, kořenech a zrnech.

Škrob- bílý (pod mikroskopem zrnitý) prášek, nerozpustný v studená voda v horkém bobtnání za vzniku koloidního roztoku (škrobová pasta).

Škrob je směs dvou polysacharidů vyrobených z amylózy (10-20%) a amylopektinu (80-90%).

Glykogen

Glykogen - polymer na bázi monomeru maltózy.

Ve zvířecích organismech je glykogen strukturním a funkčním analogem rostlinného škrobu.

Glykogen je hlavní formou ukládání glukózy ve zvířecích buňkách.

Glykogen tvoří energetickou rezervu, kterou lze v případě potřeby rychle mobilizovat, aby se vyrovnal náhlý nedostatek glukózy.

Ve struktuře je glykogen podobný amylopektinu, ale má ještě větší větvení řetězce.

(nebo vláknina) je nejběžnější rostlinný polysacharid. Má velkou mechanickou pevnost a působí jako podpůrný materiál pro rostliny.

Nejčistší přírodní celulóza- bavlněné vlákno - obsahuje 85-90% celulózy. Jehličnaté dřevo obsahuje asi 50% celulózy.

Protein- polymery, jejichž základními jednotkami jsou aminokyselinové zbytky.

Desítky, stovky a tisíce molekul aminokyselin, které tvoří obrovské molekuly proteinů, se navzájem kombinují a uvolňují vodu díky karboxylovým a aminoskupinám. Strukturu takové molekuly lze vyjádřit následovně:

Protein- přírodní vysokomolekulární organické sloučeniny obsahující dusík. Hrají primární roli ve všech životních procesech, jsou nositeli života. Proteiny se nacházejí ve všech tkáních organismů, v krvi, v kostech.

Protein se nacházejí ve všech tkáních organismů, v krvi, v kostech. Enzymy (enzymy), mnoho hormonů jsou složité proteiny.

Protein, stejně jako sacharidy a tuky, jsou nejdůležitější nezbytnou součástí jídla.

Přírodní guma

Přírodní (přírodní) kaučuk- polymer na bázi monomeru isopren.

Přírodní guma se nachází v mléčné šťávě kaučukovitých rostlin, zejména tropických (například strom brazilské Hevea).

Další přírodní produkt - gutaperča- je také izoprenový polymer, ale s jinou molekulární konfigurací.

Surová guma je lepkavá a křehne s mírným poklesem teploty.

Aby se produktům vyrobeným z gumy dodala potřebná pevnost a pružnost, je pryž podrobena vulkanizace- zavádí se do něj síra a poté se zahřívá Nazývá se vulkanizovaná guma guma.

Syntetické polymery

Syntetické polymery jsou různé materiály, obvykle získané z levných a snadno dostupných surovin. Na jejich základě se získávají plasty (plasty), umělá a syntetická vlákna atd.

Plasty- komplexní složení, do kterého se zavádějí různá plniva a přísady, které dávají polymerům potřebný komplex technických vlastností.

Polymery a plasty na svém základě jsou cennou náhražkou mnoha přírodních materiálů (kov, dřevo, kůže, lepidla atd.).

Syntetická vláknaúspěšně nahradit přírodní - hedvábné, vlněné, bavlněné.

Je důležité zdůraznit, že v řadě vlastností jsou materiály na bázi syntetických polymerů často lepší než přírodní. Můžete získat plasty, vlákna a další sloučeniny se sadou specifikovaných technických vlastností. To umožňuje vyřešit mnoho problémů moderní technologie, které nebylo možné vyřešit pouze pomocí přírodních materiálů.

Polymerizační pryskyřice

Polymerační pryskyřice zahrnují polymery získané polymerační reakcí převážně ethylenových uhlovodíků nebo jejich derivátů.

Příklady polymeračních pryskyřic: polyethylen, polypropylen, polystyren, polyvinylchlorid atd.

Polyethylen.

Polyethylen- polymer vytvořený během polymerace ethylenu.

Nebo zkráceně:

Polyethylen- nasycený uhlovodík s molekulovou hmotností 10 000 až 400 000. Je bezbarvý, průsvitný v tenkých vrstvách a bílý v silných vrstvách. Polyethylen- voskovitý, ale pevný materiál s teplotou tání 110-125 stupňů C. Má vysokou chemickou odolnost a odolnost proti vodě, nízkou propustnost pro plyny.

Používá se jako elektrický izolační materiál a také k výrobě fólií používaných jako obalový materiál, nádobí, hadice atd.

Vlastnosti polyethylenu závisí na způsobu jeho výroby. Vysokotlaký polyethylen má nižší hustotu a nižší molekulovou hmotnost (10 000 - 45 000) než nízkotlaký polyethylen(molekulová hmotnost 70 000-400 000), která ovlivňuje technické vlastnosti.

Pro styk s potravinami je povolen pouze vysokotlaký polyethylen, protože nízkotlaký polyethylen může obsahovat zbytky katalyzátoru - sloučeniny těžkých kovů, které jsou škodlivé pro lidské zdraví.

Polypropylen.

Polypropylen- polymer propylenu, následovaný ethylenovým homologem nenasycených ethylenových uhlovodíků.

Ve vzhledu jde o gumovou hmotu, víceméně tvrdou a pružnou.

Od polyethylenu se liší vyšší teplotou tání.

Polypropylen používá se pro elektrickou izolaci, pro výrobu ochranných fólií, trubek, hadic, ozubených kol, částí přístrojů, vysoce pevných a chemicky odolných vláken. Ten se používá při výrobě lan, rybářských sítí atd.

Filmy z polypropylen mnohem průhlednější a silnější než polyethylen. Potravinářské výrobky v polypropylenových obalech mohou být podrobeny tepelnému zpracování (vaření a ohřev atd.).

Polystyren

Polystyren vznikající při polymeraci styrenu:

Lze jej získat jako průhlednou sklovitou hmotu.

Používá se jako organické sklo pro výrobu průmyslového zboží (knoflíky, hřebeny atd.).

Umělá guma

Absence přírodního kaučuku v naší zemi si vyžádala vývoj umělé metody pro získání tohoto nejdůležitějšího materiálu. Sovětští chemici našli a poprvé na světě (1928-1930) zavedli v průmyslovém měřítku způsob výroby syntetického kaučuku.

Surovinou pro výrobu syntetického kaučuku je nenasycený uhlovodík butadien nebo divinyl, který polymeruje jako isopren.

Původní butadien se získává z ethylalkoholu nebo butanu souvisejícího s ropným plynem.

Kondenzační pryskyřice

NA kondenzační pryskyřice zahrnují polymery získané polykondenzační reakcí. Například:

fenolformaldehydové pryskyřice,
polyesterové pryskyřice,
polyamidové pryskyřice atd.

Fenolformaldehydové pryskyřice

Tyto sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností vznikají v důsledku interakce fenolu ( C6H5OH) s formaldehydem ( CH2 = O) v přítomnosti kyselin nebo zásad jako katalyzátorů.

Fenolformaldehydové pryskyřice mají pozoruhodnou vlastnost: při zahřátí nejprve změknou a při dalším zahřátí ztvrdnou.

Z těchto pryskyřic se vyrábějí cenné plasty - fenoloplasty... Pryskyřice se mísí s různými plnivy (dřevěná mouka, drcený papír, azbest, grafit atd.), Se změkčovadly, barvivy a z výsledné hmoty se vyrábějí různé výrobky lisováním za tepla.

Polyesterové pryskyřice

Příkladem takových pryskyřic je produkt polykondenzace dibázického aromátu kyselina tereftalová s dvojmocným alkoholem ethylenglykol.

Výsledek je polyethylentereftalát- polymer v molekulách, jehož esterové seskupení se mnohokrát opakuje.

U nás se tato pryskyřice vyrábí pod tímto názvem lavsan(v zahraničí - terylen, dacron).

Vyrábí se z něj vlákno, které připomíná vlnu, ale je mnohem odolnější a poskytuje látky odolné proti zmačkání.

Lavsan má vysokou tepelnou odolnost, odolnost proti vlhkosti a vlhkosti, odolnost vůči zásadám, kyselinám a oxidačním činidlům.

Polyamidové pryskyřice

Polymery tohoto typu jsou syntetické analogy proteinů. Ve svých řetězcích jsou stejné jako v proteinech, opakující se amid –CO - NH– skupiny. V řetězcích proteinových molekul jsou odděleny vazbou od jedné Z-atom, v syntetických polyamidech - řetězec čtyř nebo více Z-atomy.

Vlákna získaná ze syntetických pryskyřic - nylon, enant a pomocník- u některých vlastností výrazně převyšují přírodní hedvábí.

Produkují krásné a odolné látky a pleteniny. Tato technika používá lana vyrobená z nylonu nebo anidy, vysoce pevná lana. Tyto polymery se také používají jako základna pro automobilové pneumatiky, pro výrobu sítí a různých technických produktů.

Nylon je polykondenzát kyselina aminokapronová obsahující řetězec šesti atomů uhlíku:

Enant- polykondenzát aminokyseliny aminoenanthové obsahující řetězec sedmi atomů uhlíku.

Anides (nylon a perlon) se získává polykondenzací kyseliny dibázové adipové HOOS- (CH2) 4-COOH a hexamethylendiamin NH2 - (CH2) 6-NH2.

Při polymerační reakci se získávají pouze polymery. V průběhu polykondenzace se reakčním produktem stávají polymery a látky s nízkou molekulovou hmotností.

Definice

V průběhu polymerizace jak identické, tak různé molekuly monomeru jsou postupně spojeny a vytvářejí jednu složitou molekulu polymeru (látka s vysokou molekulovou hmotností) bez izolace a tvorby vedlejších produktů - sloučenin s nízkou molekulovou hmotností. Výstupem je proto polymer s přesně stejným elementárním složením jako monomer.

V průběhu polykondenzace molekuly jednoho nebo několika monomerů, které se navzájem spojují, tvoří polymerní makromolekulu a vedlejší produkt uvolňuje jeden nebo jiný produkt s nízkou molekulovou hmotností (voda, alkohol, chlorovodík nebo amoniak). Polykondenzace je základem biosyntézy celulózy, nukleové kyseliny a samozřejmě bílkoviny.

Srovnání

Tyto dva procesy jsou podobné v tom, že výchozí monomer vstupuje do reakce na začátku. A pak během polymerace v reakčním systému ve všech fázích současného procesu rostou aktivní řetězce, počáteční monomer a makromolekula, která skončila s růstem. A v procesu polykondenzace je monomer zpravidla vyčerpán v počátečních fázích probíhající reakce a poté v systému zůstávají pouze polymery (oligomery), které vzájemně interagují.

Pro polymeraci a polykondenzaci je stejně důležitá reaktivita požadovaných monomerů a samozřejmě jejich struktura. Během polymerace reakce mezi rostoucími molekulami obvykle končí zakončením řetězce.

A v polykondenzaci jsou reakce probíhající mezi rostoucími molekulami hlavními reakcemi růstu polymerních řetězců. Dlouhé řetězce jsou tvořeny interakcí oligomerů. Polymerace probíhá ve třech fázích: iniciace, růst řetězce a ukončení řetězce. V tomto případě jsou centry růstu polymerního řetězce kationty, volné radikály nebo anionty. Funkčnost (počet reakčních center v molekule) ovlivňuje tvorbu trojrozměrných, rozvětvených nebo lineárních makromolekul.

Závěr stránky

Polykondenzace se vyznačuje uvolňováním vedlejších produktů - látek s nízkou molekulovou hmotností, jako je voda nebo alkohol.
Během polymerace se reakčními produkty stávají pouze polymery.
Biosyntéza celulózy, proteinů a nukleových kyselin je možná díky polykondenzační reakci.

Polymery- jedná se o vysokomolekulární sloučeniny (VMS). Monomery- Jedná se o nízkomolekulární látky, ze kterých se získávají polymery.

Stupeň polymerace(polykondenzace) je průměrný počet strukturních jednotek v molekule polymeru.

Opakující se část struktury molekuly polymeru se nazývá strukturní spojení.

Přírodní organické nitroděložní tělíska - celulóza, bílkoviny, škrob, přírodní kaučuk;

anorganické - grafit, silikáty.

Umělý IUD se získávají z přírodních IUD pomocí chemických metod, které

neměňte hlavní řetězec (acetát celulózy, nitrocelulózu, gumu).

Syntetický IUD se získávají pomocí polymeračních a polykondenzačních reakcí nízkomolekulárních látek (polyethylen, polystyren, polyvinylchlorid, nylon, lavsan, kaučuky)

Syntéza polymerů z monomerů je založena na dvou typech reakcí: polymerizace a polykondenzace.

Kromě toho je třeba poznamenat, že některé polymery se nezískávají z monomerů, ale z jiných polymerů za použití chemické transformace makromolekul(například při hraní kyselina dusičná pro přírodní polymer celulózu se získává nový polymer, dusičnan celulózy).

Polymerizace

Monomery v polymeraci mohou být látky, které mohou reagovat spojování.

to nenasycené sloučeniny obsahující dvojné nebo trojné vazby,

stejně jako některé cyklické látky.

Charakteristické znaky polymerace

1. Polymerace je založena na reakci spojování

2. Polymerizace je řetěz proces, protože zahrnuje fáze zahájení, růstu a ukončení řetězce.

3. Elementární složení (molekulární vzorce) monomeru a polymeru stejný.

Polykondenzace

Polykondenzace je proces tvorby vysokomolekulárních sloučenin, který probíhá mechanismem substituce a je doprovázen uvolňováním vedlejších produktů s nízkou molekulovou hmotností.

Například získání nylonu z kyseliny e-aminokapronové:

nH2N- (CH2) 5-COOOH → H - [- NH- (CH2) 5-CO-] n-OH + (n-l) H20;

nebo lavsan z kyseliny tereftalové a ethylenglykolu:

n HOOC-C6H4-COOH + n HO-CH2CH2-OH → HO - (- CO-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-) n -H + (n- 1) H20

Monomery schopné polykondenzace

Sloučeniny obsahující alespoň dva funkční skupiny schopné chemické interakce.

Například sloučenina se dvěma odlišnými funkčními skupinami:

aminokyseliny H 2 N - R - COOH→ polyamidy
hydroxykyseliny HO - R - COOH→ polyestery;

nebo dvě sloučeniny, z nichž každá obsahuje stejné funkční skupiny schopné interakce se skupinami jiné molekuly:

dvojmocné alkoholy a dibázické (dikarboxylové) kyseliny:

HO-R-OH + HOOC-R`-COOH→ polyestery.

diaminy a dikyseliny:

H2N-R-NH2 + HOOC-R`-COOH→ polyamidy.