Номенклатура полимеров. 
Химия в строительстве

При обозначении полимеров обычно называют мономер с приставкой «поли» (например, полиэтилен, полиметилметакрилат) или используют тривиальное название. Например, полиметилметакрилат в России называют оргстеклом, в США — плексигласом.

В промышленности наибольшее применение нашли синтетические полимеры, полученные путем синтеза из низкомолекулярных органических соединений.

Получение полимерных соединений

Полимерные соединения получают двумя способами — полимеризацией и поликонденсацией.

Полимеризация — реакция образования высокомолекулярных соединений путем последовательного присоединения молекул мономера к растущей цепи.

Характерные особенности полимеризации.

• 1. В основе полимеризации лежит реакция присоединения.
• 2. Полимеризация является цепным процессом, так как включает стадии инициирования, роста и обрыва цепи.
• 3. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера одинаков.

Мономерами в полимеризации могут быть вещества, способные вступать в реакции присоединения.

Это непредельные соединения, содержащие двойные или тройные связи: С=С, С=0, C=S, ОС и др., а также некоторые вещества циклического строения Процессы полимеризации можно классифицировать по виду инициатора.

• 1. Свободно-радикальная полимеризация. Радикальными инициаторами могут служить:
  • — Н₂0₂;
  • — органические пероксиды R—О—О—R';
  • — азосоединения R—N=N—R;
  • — кислород;
  • — УФи у-излучение;

Первая стадия — распад инициатора:

Вторая стадия — инициирование полимеризации свободным радикалом и рост полимера:

Третья стадия — обрыв цепи, происходит при взаимодействии с частицей, содержащей неспаренный ё (Н", RO*).

2. Анионная полимеризация. Инициаторы анионной полимеризации — щелочные металлы, их амиды, металлоорганические соединения.

На примере полимеризации стирола рассмотрим стадии анионной полимеризации.

Первая стадия — присоединение сильного основания по месту простой или кратной связи:

Вторая стадия — рост анионной цепи за счет поляризации я-связи молекулы стирола:

Третья стадия — обрыв полимерной цепи под действием полярных молекул (Н₂0, NH₃ и др.):

3. Катионная полимеризация. Инициаторами катионной полимеризации являются сильные кислоты, комплексные кислоты (HBF₄, HSbF₆ и др.).

Первая стадия — инициирование начинается с получения Н⁺ и присоединения его к непредельной связи изобутилена:

Вторая стадия — рост цепи за счет поляризации л-связи новой молекулы:

Третья стадия — обрыв цепи при взаимодействии анионами (F^- и др.).

Сополимеризация — процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

В качестве примера рассмотрим схему сополимеризации этилена с пропиленом:

Поликонденсация — реакция образования макромолекул из полифункциональных соединений, сопровождающаяся отщеплением низкомолекулярных веществ (Н₂0, NH₃, НС1, С₂Н₅ОН и др.).

Например, получение фенолформальдегидных смол из фенола и формальдегида:

В зависимости от вида мономеров, участвующих в реакции поликонденсации, выделяют гомополиконденсацию и гетерополиконденсацию.

Гомополиконденсация осуществляется, когда в реакции участвует один мономер, содержащий несколько функциональных групп.

Например, при поликонденсации аминокапроновой кислоты NH₂— (СН₂)₅-СООН основным продуктом будет линейный полимер, который применяют для изготовления синтетических нитей и особопрочных к истиранию деталей.

Побочными продуктами поликонденсации может является образование димеров, что приводит к прерыванию процесса.

На концах макромолекул остаются функциональные группы, которые дальше могут вступать в реакции поликонденсации, пока не образуется огромная макромолекула. Именно поэтому некоторые белки имеют молекулярную массу порядка нескольких миллионов.

Гетерополиконденсация протекает с участием не менее двух различных мономеров, каждый из которых содержит функциональные группы, реагирующие только с функциональными группами другого.

Например, получение мочевино-альдегидных полимеров.

При поликонденсации на всех стадиях процесса промежуточные продукты устойчивы и могут быть выделены в свободном виде.

Мономерами в поликонденсации могут быть спирты, кислоты, альдегиды, амины, галогенпроизводные.