Реакції полімеризації і поліконденсації особливості реакцій. Полімери й електротехнічна мідь

Синтетичні полімери отримують в результаті реакцій полімеризації, полі-конденсації і перетворень в ланцюгах макромолекул.

Полімеризація - це процес з'єднання один з одним великого числа молекул мономера за рахунок розриву кратних зв'язків (С \u003d С, С \u003d О, С \u003d N, С \u003d С і т. Д.) Або розкриття циклів, що містять гетероатоми (О, N, S). При полімеризації зазвичай не відбувається утворення і виділення низькомолекулярних побічних продуктів, внаслідок чого полімер і мономер мають один і той же елементарний склад.

Поліконденсація - це процес з'єднання один з одним молекул одного або декількох мономерів, що містять дві або більше функціональні групи (ОН, СООН, COCl, NH 2 і ін.), Здатних до хімічної взаємодії, при якому відбувається відщеплення низькомолекулярних продуктів (Н 2 О, HCl і ін.). Полімери, одержувані поліконденсаційного способом, по елементного складу не відповідають вихідним мономерам, тому структуру їх макромолекул розглядають з точки зору повторюваного, а не мономерного ланки.

Полімеризація мономерів з кратними зв'язками протікає за законами ланцюгових реакцій в результаті розриву ненасичених зв'язків. Макромолекула при ланцюгової полімеризації утворюється дуже швидко і відразу ж набуває кінцеві розміри.

Принципова відмінність ланцюгової полімеризації від ступінчастою і від поліконденсації полягає в тому, що на різних стадіях процесу реакційна суміш завжди складається з мономера і полімеру і не містить ди-, три-, тетрамеров. Зі збільшенням тривалості реакції зростає лише кількість макромолекул полімеру, а мономер витрачається поступово Молекулярна маса полімеру не залежить від ступеня завершеності реакції або, що те ж, від конверсії мономера, яка визначає тільки вихід полімеру.

Багато полімери не можна отримати ні полімеризацією, ні поликонденсацией, оскільки або невідомі вихідні мономери, або мономери не можуть утворювати високомолекулярних сполук. Синтез таких полімерів здійснюють, виходячи з високомолекулярних сполук, макромолекули яких містять реак- ціонноспособние функціональні групи. За цими групами полімери вступають в ті ж реакції, що і містять такі групи низькомолекулярні сполуки.

Перетворення функціональних груп у полімерів протікає з меншою швидкістю, ніж у низькомолекулярних речовин. Це пов'язано з впливом на реакційну здатність функціональних груп полімерів структури їх ланцюгів, стеріческіх факторів, форми макромолекул (пухкий або щільний клубок), фазового стану полімерів (кристалічна або аморфне), дифузійних процесів. перераховані фактори визначають доступність функціональних груп макромолекул для хімічного реагенту.

Реакції в ланцюгах полімерів можуть відбуватися без істотної зміни молекулярної маси полімеру (так звані полимераналогичние перетворення), зі збільшенням молекулярної маси полімеру (синтез щеплених і блоккополімерів) або зі зменшенням молекулярної маси (деструкція макромолекул).

Полимераналогичние перетворення являють собою реакції полімерів з низькомолекулярними речовинами, в результаті яких в полімерах відбувається заміна одних функціональних груп на інші без зміни довжини основному ланцюзі макромолекул. Наприклад, полівініловий спирт не можна отримати полімеризацією мономера - вінілового спирту, так як останній нестійкий і при отриманні відразу ж изомеризуется в ацетальдегід:

Реакцією полимераналогичних перетворень отримують в промисловості різні полівінілацеталі, ефіри целюлози і т. Д.

Реакції в ланцюгах полімерів, що супроводжуються зміною їх молекулярної маси, протікають в трьох випадках: при взаємодії якого-небудь мономера з полімером, який служить для нього ініціатором; при взаємодії різних полімерів або олігомерів (інтерполімерних взаємодія) за рахунок містяться в них реакційноздатних функціональних груп; при рекомбінації (з'єднанні) двох макрорадикалів, які виникають при опроміненні або механічному впливі на суміш полімерів. У промисловості подібними реакціями отримують ударостійкий полістирол і АБС-пластики.

Деструкція полімерів супроводжується зменшенням ММ внаслідок розриву основному ланцюзі макромолекули. Факторами, що викликають деструкцію, є теплота, світло, кисень, проникаюча радіація, механічні напруги і т. Д. При деструкції зменшується молекулярна маса полімеру, погіршуються його фізико-механічні властивості. Стійкість полімерів до деструкції залежить від їх хімічної структури, форми макромолекул, ступеня кристалічності, частоти просторової сітки.

Реакції деструкції протікають переважно по радикальному (рідше іонного) механізму. Розрізняють термічну, термоокислювальну, фотохимическую, радіаційну, механічну і хімічну деструкцію. Реакції деструкції лежать в основі старіння полімерів, при якому вони погіршують або втрачають свої корисні властивості.

Як уже зазначалося, інший за своєю природою категорією реакцій отримання соєвого молока є ступінчасті процеси, до яких відносяться поліконденсації і ступінчаста полімеризація. У цих реакціях зростаючі ланцюга полімерів після кожного акту приєднання є стійкими частинками, процес утворення полімеру протікає ступенями, молекулярна маса наростає поступово.

При ступінчастою полімеризації і поліконденсації і при ланцюгової полімеризації витрачається різний час для отримання високомолекулярного продукту, т. е. для завершення росту ланцюга макромолекули. При поліконденсації, наприклад, яка протікає за ступеневою схемою, розмір молекули збільшується з відносно низькою швидкістю і спочатку з мономерів утворюється димер, тример, тетрамер і т. Д. - до полімеру. При ланцюгової полімеризації майже відразу після початку реакції утворюються молекули з високою молекулярною масою. В останньому випадку на різних стадіях процесу в реакційній суміші завжди присутні тільки мономер і полімер і відсутні молекули проміжних розмірів. Зі збільшенням тривалості реакції зростає лише число молекул полімеру. Молекулярна маса полімеру не залежить від ступеня завершеності реакції, яка впливає тільки на вихід полімеру. При поліконденсації ж освіту полімеру відбувається на стадії дуже високого ступеня завершеності реакції (понад 98%), і вихід, і молекулярна маса полімеру залежать від тривалості реакції.

Вихідні та отримані в результаті поліконденсації молекули стійкі і можуть бути виділені. Однак вони містять на кінцях реакційно здатні групи і можуть брати участь в подальших реакціях конденсації один з одним або з іншими мономерами. Це використовується в промисловості для отримання олігомерів і синтезу з них різних полімерів, в тому числі що мають структуру просторово-зшитих.

Поліконденсація, в якій беруть участь тільки біфункціональні молекули, призводить до утворення лінійних молекул полімеру і називається лінійної.
Наприклад, освіту поліаміду:

При цьому один і той же принцип побудови макромолекул може бути реалізований як при реакції двох різних біфункціональних мономерів, кожен з яких містить лише один тип функціональних груп (а), так і з одного мономера, що містить обидва типи функціональних груп (б). Випадок (а) відповідає сополіконденсаціі, випадок (б) - гомополіконденсаціі.

Процес поліконденсації, в якому беруть участь молекули з трьома або більшою кількістю функціональних груп, призводить до утворення розгалужених або тривимірних (сітчастих, зшитих) структур і називається тривимірної
поликонденсацией. Наприклад, освіту фенолоформальдегідних смол:

Аналогічним процесом є поликонденсация гліцерину і фталевої кислоти (гліфтальовиє смоли), сілантріолов і ін.

Поліконденсація є рівноважним процесом, т. Е. Продукти конденсації можуть реагувати з побічними низькомолекулярними речовинами з утворенням вихідних з'єднань.

Таким чином, рівновага реакції повинно бути зрушене вправо в результаті видалення низькомолекулярного продукту (ab) із зони реакції (наприклад, шляхом відгону, вакуумування). Завдяки стадийности реакції поліконденсації (мономер + мономер ® димер; димер + мономер ® тример; димер + димер ® тетрамер; тример + димер ® пентамер і т. Д.) Молекулярна маса продуктів безперервно збільшується і мономер зникає задовго до утворення полімеру з молекулярною масою більше 5000-10000. У більшості реакцій поліконденсації залишається не більше 1% вихідного мономера до моменту утворення полімеру.

При лінійної поліконденсації двох мономерів для отримання максимально можливої \u200b\u200bвисокої молекулярної маси полімеру необхідно дотримуватися рівність концентрацій вихідних компонентів. Збільшення концентрації одного з них різко знижує ступінь поліконденсації, оскільки функціональні групи надлишкового мономера діють як інгібітори і зупиняють реакцію на ранніх стадіях, т. Е. До утворення полімеру.

При проведенні поліконденсації дуже важливо знати залежність її швидкості від різних чинників, залежність ступеня поліконденсації від глибини перетворення мономера, співвідношення мономерів в суміші і інші причини припинення зростання молекулярної маси полімеру (вона зазвичай значно менше, ніж при полімеризації). Залежність граничної ступеня поліконденсації від концентрації виділяється низькомолекулярного з'єднання і константи рівноваги характеризується рівнянням поліконденсаційного рівноваги:

де P - ступінь поліконденсації; k - константа рівноваги; na - молярна частка низькомолекулярного речовини, що виділяється при реакції. Залежність ступеня поліконденсації від глибини перетворення мономерів виражається кривою, наведеною на мал. 10. Тут видно, що полімер утворюється лише після витрачання основної маси мономера.

Тривимірна поликонденсация відрізняється від лінійної більшою константою швидкості прямої реакції внаслідок, головним чином, переходу системи в гель після початку реакції. Розгалужена структура полімеру утворюється при реакції біфункціональних і тріфункціональних молекул один з одним. Тріфункціональная молекула дає початок розгалуження, ланцюги розгалужуються одна за одною і в результаті утворюється нескінченна сітка. Наприклад, конденсація трехатомного спирту - гліцерину і двухосновной фталевої кислоти. Чим вище функціональність мономерів, тим при меншому ступені завершеності реакції настає ГЕЛЕУТВОРЕННЯ. Внаслідок освіти малорухомої розгалуженої або сітчастою структури вимоги дотримання рівності концентрацій функціональних груп і видалення низькомолекулярних продуктів поліконденсації не є такими жорсткими, як при лінійної поліконденсації.

Ступінчаста (або міграційна) полімеризація за своїми основними закономірностям і структурі утворюється полімеру подібна до лінійної поликонденсацией. Приєднання кожного наступного мономера до зростання ланцюга, яка теж є стійкою часткою, здійснюється шляхом переміщення (міграції) водню. Такий процес має місце при синтезі поліуретанів з ізоціанатів і гликолей:

і т. д. до утворення полімеру

Відмінність ступінчастою полімеризації від поліконденсації полягає в тому, що тут не відбувається виділення низькомолекулярного побічного продукту реакції. Якщо замінити гліколь багатоатомним спиртом (гліцерин, пентаеритрит і ін.) Або діїзоцианат тріізоціанатом, то виходять просторові полімери; реакція їх утворення аналогічна тривимірної поліконденсації.

Полімеризація за рахунок розкриття циклів мономерних молекул також часто протікає за механізмом східчастих реакцій (наприклад, полімеризація e-капролактаму). Активізують цей процес невеликі кількості води, кислоти, підстави:

Як видно, активатор приєднується тільки до першої молекулі мономеру, а в процесі росту ланцюга відбувається переміщення функціональних груп до кінця ланцюга, т. Е. Йде міграційна полімеризація.

Циклічні мономери можуть також полимеризоваться по іонному механізму (наприклад, окис етилену, триоксану, e-капролактам з металевим натрієм, окис пропілену). При розриві кільця відбувається відновлення тих же типів зв'язків за рахунок з'єднання двох, трьох і т. Д. Розірваних кілець в ланцюг.

Полімери.

полімери(Грец. Πολύ- - багато; μέρος - частина) - це складні речовини, Молекули яких побудовані з безлічі повторюваних елементарних ланок - мономерів.

полімери є високомолекулярними сполуками з великими молекулярними вагами (порядку сотень, тисяч і мільйонів).

Наступні два процеси призводять до Освіті високомолекулярних сполук:

1. Реакція полімеризації,

2. Реакція поліконденсації.

реакція полімеризації

реакція полімеризації - процес, в результаті якого молекули низькомолекулярної сполуки ( мономера) З'єднуються один з одним, утворюючи нову речовину ( полімер), Молекулярна маса якого в ціле число разів більше, ніж у мономера.

полімеризація, Головним чином, характерна для сполук з кратними зв'язками (подвійний або потрійний). Кратні зв'язку в ході реакції полімеризації перетворюються в прості (одинарні). Вивільнені в результаті цього перетворення валентні електрони йдуть на встановлення ковалентних зв'язків між мономерами.

Прикладом реакції полімеризації може бути освіту поліетилену з етилену:

Або в загалом вигляді:

Характерною рисою цієї реакції є те, що в результаті утворюється тільки речовина полімеру і ніяких побічних речовин, при цьому, не виділяється. Цим пояснюється кратність ваг полімеру і вихідних мономерів.

реакція поліконденсації

реакція поліконденсації - процес утворення полімеру з низькомолекулярних сполук (мономерів).

Але в даному випадку мономери містять дві або кілька функціональних груп, які в ході реакції втрачають свої атоми, з яких утворюються інші речовини (вода, аміак, галогеноводороди і т.д.).

Таким чином, склад елементарного ланки полімеру відрізняється від складу вихідного мономера, а в ході реакції поліконденсації ми отримуємо не тільки сам полімер, а й інші речовини.

Приклад реакції поліконденсації - освіту капрону з амінокапронової кислоти:

В ході цієї реакції аміногрупи ( -NH 2) Втрачає один атом водню, а карбоксильна група ( -СООН) Позбавляється входить в неї гідроксильної групи ( ОН). Відокремилися від мономерів іони утворюють молекулу води.

природні полімери

Прикладами природних високомолекулярних сполук (полімерів) можуть служити полісахариди крохмаль і целюлоза, Побудовані з елементарних ланок, що є залишками моносахарида ( глюкози).

Шкіра, вовна, бавовна, шовк - все це природні полімери.

крохмаль утворюється в результаті фотосинтезу, в листі рослин, і запасається в бульбах, корінні, насінні.

крохмаль - білий (під мікроскопом зернистий) порошок, нерозчинний в холодній воді, В гарячій - набухає, утворюючи колоїдний розчин (крохмальний клейстер).

крохмаль являє собою суміш двох полісахаридів, побудованих з амілози (10-20%) і амілопектину (80-90%).

глікоген

глікоген - полімер, в основі якого лежить мономер мальтоза.

У тварин організмах глікоген є структурним і функціональним аналогом рослинного крохмалю.

глікоген є основною формою зберігання глюкози в тваринних клітинах.

глікоген утворює енергетичний резерв, який може бути швидко мобілізований при необхідності заповнити раптовий недолік глюкози.

За будовою глікоген подібний амілопектину, але має ще більшу розгалуження ланцюгів.

(Або клітковина) - найбільш поширений рослинний полісахарид. Вона має велику механічну міцність і виконує роль опорного матеріалу рослин.

найбільш чиста природна целюлоза - бавовняне волокно - містить 85-90% целюлози. В деревині хвойних дерев целюлози міститься близько 50%.

білки - полімери, елементарні ланки яких є залишки амінокислот.

Десятки, сотні і тисячі молекул амінокислот, що утворюють гігантські молекули білків, з'єднуються один з одним, виділяючи воду за рахунок карбоксильних і аміногруп. Структуру такої молекули можна представити так:

білки - природні високомолекулярні азотовмісні органічні сполуки. Вони відіграють провідну роль у всіх життєвих процесах, є носіями життя. Білки містяться у всіх тканинах організмів, в крові, в кістках.

білки містяться у всіх тканинах організмів, в крові, в кістках. Ензими (ферменти), багато гормони являють собою складні білки.

білок, Так само як вуглеводи і жири, - найважливіша необхідна частина їжі.

природний каучук

Натуральний (природний) каучук - полімер на основі мономера ізопрену.

природний каучук міститься в молочному соку каучуконосних рослин, головним чином, тропічних (наприклад, бразильського дерева гевея).

Інший природний продукт - гутаперча - також є полімером ізопрену, але з іншої конфігурацією молекул.

Сирий каучук липкий неміцний, а при невеликому зниженні температури стає крихким.

Щоб надати виготовленим з каучуку виробам необхідну міцність і еластичність, каучук піддають вулканізації - вводять в нього сірку і потім нагрівають. Вулканізований каучук називається гумою.

синтетичні полімери

синтетичні полімери - це різноманітні матеріали, зазвичай одержувані з дешевого і доступного сировини. На їх основі отримують пластичні маси (пластмаси), штучні і синтетичні волокна та ін.

пластмаси - складні композиції, в які вводять різні наповнювачі та добавки, що додають полімерам необхідний комплекс технічних властивостей.

Полімери й пластмаси на їх основі, є цінними замінниками багатьох природних матеріалів (металу, дерева, шкіри, клеїв і т.д.).

синтетичні волокна успішно замінюють натуральні - шовкові, вовняні, бавовняні.

При цьому важливо підкреслити, що по ряду властивостей матеріали на основі синтетичних полімерів часто перевершують природні. Можна отримувати пластмаси, волокна і інші сполуки з комплексом заданих технічних властивостей. Це дозволяє вирішувати багато завдань сучасної техніки, які не могли бути вирішені при використанні тільки природних матеріалів.

полімеризації смоли

До полімеризаційного смолам відносять полімери, одержувані реакцією полімеризації переважно етиленових вуглеводнів або їх похідних.

Приклади полімеризацій смол: поліетилен, поліпропілен, полістирол, полівінілхлорид і ін.

Поліетилен.

поліетилен - полімер, що утворюється при полімеризації етилену.

Або скорочено:

поліетилен - граничний вуглеводень з молекулярною вагою від 10000 до 400000. Він являє собою безбарвний напівпрозорий в тонких шарах і білий в товстих шарах. поліетилен - воскоподібні, але твердий матеріал з температурою плавлення 110-125 градусів С. Має високу хімічну стійкість і водонепроникність, малої газопроницаемостью.

Його застосовують в якості електроізоляційного матеріалу, а також для виготовлення плівок, використовуваних в якості пакувального матеріалу, посуду, шлангів і т.д.

Властивості поліетилену залежать від способу його отримання. Поліетилен високого тискумає меншу щільність і меншою молекулярною вагою (10000 45000), ніж поліетилен низького тиску (Молекулярна вага 70000- 400000), що позначається на технічних характеристиках.

Для контакту з харчовими продуктами допускається лише поліетилен високого тиску, так як поліетилен низького тиску може містити залишки каталізаторів - шкідливі для здоров'я людини сполуки важких металів.

Поліпропілен.

поліпропілен - полімер пропілену, наступного за етиленом гомолога ненасичених етиленових вуглеводнів.

За зовнішнім виглядом це каучукоподобное маса, більш-менш тверда і пружна.

Відрізняється від поліетилену більш високою температурою плавлення.

поліпропілен використовують для електроізоляції, для виготовлення захисних плівок, труб шлангів, шестерень, деталей приладів, високоміцного і хімічно стійкого волокна. Останнє застосовують у виробництві канатів, рибальських сіток і т.д.

плівки з поліпропілену значно прозорішою і міцніше поліетиленових. Харчові продукти в упаковці з поліпропілену можна піддавати температурній обробці (варіння і розігрівання та ін.).

полістирол

полістирол утворюється при полімеризації стиролу:

Він може бути отриманий у вигляді прозорої склоподібного маси.

Застосовується як органічне скло, для виготовлення промислових товарів (ґудзиків, гребенів і т.п.).

штучний каучук

Відсутність в нашій країні природного каучуку викликало необхідність в розробці штучного методу отримання цього найважливішого матеріалу. Радянськими хіміками був знайдений і вперше в світі здійснено (1928-1930) в прмишленность масштабі спосіб отримання синтетичного каучуку.

Вихідним матеріалом для виробництва синтетичного каучуку служить неграничний вуглеводень бутадієн або дивинил, який полімеризується подібно ізопрену.

Вихідний бутадієн отримують з етилового спирту або бутану, попутного нафтового газу.

конденсаційні смоли

До конденсаційним смолам відносять полімери, одержувані реакцією поліконденсації. наприклад:

фенолформальдегідні смоли,
поліефірні смоли,
поліамідні смоли і т.д.

фенолформальдегідні смоли

Ці високомолекулярні сполуки утворюються в результаті взаємодії фенолу ( З 6 Н 5 ОН) З формальдегідом ( СН 2 \u003d О) В присутності кислот або лугів в якості каталізаторів.

фенолформальдегідні смоли володіють чудовою властивістю: при нагріванні вони спочатку розм'якшуються, а при подальшому нагріванні тверднуть.

З цих смол готують цінні пластмаси - фенолопласти. Смоли змішують з різними наповнювачами (деревної борошном, подрібненої папером, азбестом, графітом і т.д.), з пластифікаторами, барвниками і з отриманої маси виготовляють методом гарячого пресування різні вироби.

поліефірні смоли

Прикладом таких смол може служити продукт поліконденсації двухосновной ароматичної терефталевої кислоти з двоатомний спиртом етиленгліколь.

В результаті виходить поліетилентерефталат - полімер, в молекулах якого багаторазово повторюється угруповання складного ефіру.

У нашій країні цю смолу випускають під назвою лавсан (За кордоном - терілен, дакрон).

З неї виготовляють волокно, що нагадує шерсть, але значно більш міцне, що дає несмінаемие тканини.

лавсан має високу термо-, волого-, і свтостойкостью, стійкий до дії лугів, кислот і окислювачів.

поліамідні смоли

Полімери цього типу є синтетичними аналогами білків. В їх ланцюгах є такі ж, як в білках, багаторазово повторювані амідні СО-NH- групи. У ланцюгах молекул білків вони розділені ланкою з одного З-атома, в синтетичних полиамидах - ланцюжком з чотирьох і більше З-атомов.

Волокна, отримані з синтетичних смол, - капрон, енант і анид - за деякими властивостями значно перевищують натуральний шовк.

З них виробляють красиві, міцні тканини і трикотаж. У техніці використовують виготовлені з капрону або анида мотузки, канати, що відрізняються високою міцністю. Ці полімери застосовують також в якості основи автомобільних шин, для виготовлення мереж, різних технічних виробів.

капрон є конденсат амінокапронової кислоти, Що містить ланцюг з шести атомів вуглецю:

енант - конденсат аміноенантовой кислоти, що містить ланцюг з семи атомів вуглецю.

Анід (найлон і перлон) Виходить поліконденсацією двухосновной адипінової кислоти НООС- (СН 2) 4 СООН і гексаметилендиамина NН 2 - (СН 2) 6 - NН 2.

При реакції полімеризації на виході отримують тільки полімери. В ході поліконденсації продуктом реакцій стає полімери і низькомолекулярні речовини.

визначення

В процесі полімеризації послідовно з'єднуються як однакові, так і різні молекули мономерів, вибудовуючи одну складну молекулу полімеру (високомолекулярного речовини) без виділення і утворення побічних продуктів - низькомолекулярних сполук. Тому на виході отримують полімер з точно таким же елементарним складом, що і мономер.

В процесі поліконденсації молекули одного або декількох мономерів, з'єднуючись між собою, утворюють макромолекулу полімеру і побічно виділяють той чи інший низькомолекулярний продукт (воду, спирт, хлороводень або аміак). Поліконденсація лежить в основі біосинтезу целюлози, нуклеїнових кислот і, звичайно, білків.

порівняння

Ці два процеси схожі тим, що в його початку в реакцію вступає вихідний мономер. А далі при полімеризації в реакційній системі на всіх стадіях пов'язаних з поточною діяльністю присутні збільшуються активні ланцюга, вихідний мономер і закінчили зростання макромолекули. А в процесі поліконденсації мономер, як правило, вичерпується на початкових стадіях реакції, що відбувається, і в подальшому в системі залишаються лише полімери (олігомери), які взаємодіють один з іншим.

Для полімеризації і поліконденсації однаково важлива реакційна здатність потрібних мономерів і, звичайно, їх будова. В ході полімеризації реакції, що виникають між зростаючими молекулами, як правило закінчуються обривом ланцюгів.

А при поліконденсації реакції, що протікають між зростаючими молекулами, - це основні реакції зростання полімерних ланцюгів. Довгі ланцюги формуються за рахунок взаємодії олігомерів. Полімеризація протікає за трьома стадіями: ініціювання, росту ланцюга і обриву ланцюга. При цьому центрами зростання полімерного ланцюга є катіони, вільні радикали або аніони. Функціональність (кількість реакційних центрів в молекулі) впливає на освіту тривимірних, розгалужених або лінійних макромолекул.

висновки сайт

Для поліконденсації характерно виділенням побічних продуктів - низькомолекулярних речовин, таких як вода або спирт.
При полімеризації продуктами реакції стають тільки полімери.
Біосинтез целюлози, білків і нуклеїнових кислот можливий завдяки реакції поліконденсації.

полімери - це високомолекулярні сполуки (вмс). мономери - це низькомолекулярні речовини, з яких отримують полімери.

ступенем полімеризації(Поліконденсації) називають середнє число структурних ланок в молекулі полімеру.

Повторюється ділянку структури молекули полімеру називають структурною ланкою.

природніорганічні ВМС - целюлоза, білки, крохмаль, натуральний каучук;

неорганічні - графіт, силікати.

штучні ВМС отримують з природних ВМС, використовуючи хімічні методи, які

не змінюють головну ланцюг (ацетил-целюлоза, нитроцеллюлоза, гума).

синтетичніВМС отримують за допомогою реакцій полімеризації і поліконденсації низькомолекулярних речовин (поліетилен, полістирол, полівінілхлорид, капрон, лавсан, каучуки)

Синтез полімерів з мономерів заснований на реакціях двох типів: полімеризації і поліконденсації.

Крім того, слід зазначити, що деякі полімери отримують не з мономерів, а з інших полімерів, використовуючи хімічні перетворення макромолекул (Наприклад, при дії азотної кислоти на природний полімер целюлозу отримують новий полімер - нітрат целюлози).

полімеризація

Мономерами в полімеризації можуть бути речовини, здатні вступати в реакції приєднання.

це ненасичені сполуки, Що містять подвійні або потрійні зв'язки,

а також деякі речовини циклічного будови.

Характерні ознаки полімеризації

1. В основі полімеризації лежить реакція приєднання

2. Полімеризація є ланцюговим процесом, тому що включає стадії ініціювання, росту і обриву ланцюга.

3. Елементний склад (молекулярні формули) мономера і полімеру однаковий.

Пoліконденсація

Пoліконденсація - процес утворення високомолекулярних сполук, що протікає за механізмом заміщення і супроводжується виділенням побічних низькомолекулярних продуктів.

Наприклад, отримання капрону з e-амінокапронової кислоти:

n H 2 N- (CH 2) 5 -COOH → H - [- NH- (CH 2) 5 -CO-] n -OH + (n-1) H 2 O;

або лавсану з терефталевой кислоти і етиленгліколю:

n HOOC-C 6 H 4 -COOH + n HO-CH 2 CH 2 -OH → HO - (- CO-C 6 H 4 -CO-O-CH 2 CH 2 -O-) n -H + (n- 1) H 2 O

Мономери, здатні до поліконденсації

У поликонденсацию можуть вступати сполуки, що містять не менше двох функціональних груп, здатних до хімічної взаємодії.

Наприклад, з'єднання з двома різнорідними функціональними групами:

амінокислоти H 2 N - R - COOH → поліаміди
оксикислоти HO - R - COOH → поліефіри;

або два з'єднання, кожне з яких містить однакові функціональні групи, здатні взаємодіяти з групами іншої молекули:

двоатомні спирти і двохосновні (дикарбонові) кислоти:

HO-R-OH + HOOC-R`-COOH → поліефіри.

діаміни і двохосновні кислоти:

H 2 N-R-NH 2 + HOOC-R`-COOH → поліаміди.