Получение ВМС

Высокомолекулярные соединения (полимеры) – это вещества с очень большой молекулярной массой, молекулы которых содержат повторяющие группировки атомов – мономеры.

Число мономеров (структурных звеньев) в молекуле полимера называется степенью полимеризации.

По способам получения, полимеры бывают:

Также полимеры можно подразделить на два класса – полимеризационные и поликонденсационные. Данные названия отражают два основных способа получения полимеров. Рассмотрим эти способы:

Поликонденсация – это процесс образования высокомолекулярных веществ из низкомолекулярных, идущий с выделением побочных продуктов.

Для протекания этих реакций должны соблюдаться два условия:

-Молекулы исходного вещества должны реагировать НЕ МЕНЕЕ чем с двумя другими молекулами

-Мономеры должны иметь не менее двух функциональных групп атомов. Не относится к типу реакций соединения.

Это цепной процесс, при котором мономеры, взаимодействуя друг с другом, исчерпываются на сравнительно ранней стадии реакции, а высокомолекулярный полимер образуется обычно в результате реакций ранее образовавшихся олигомеров и полимерных цепей.

Данные реакции лежат в основе промышленного получения полиамидов, синтетических смол, биосинтеза белков, нуклеиновых кислот и целлюлозы.

Реакция образования полипептидов из аминокислот:

$C:\Users\Юлия\Desktop\Тупые картинки\images.jpeg$

У аминокислот есть две функциональные группы – аминогруппа и карбоксильная группа, они многократно реагируют друг с другом с образованием сперва олиго-, а затем и полипептидов. При этом выделяется вода – побочный продукт реакции.

Полимеризация – это химический процесс соединения (сшивания) множества исходных молекул низкомолекулярного вещества (мономера) в крупные молекулы полимера.

В общем виде реакцию полимеризации можно представить следующим уравнением:

n(CH₂=CHR) → (-CH₂-CHR-)_n

Это сложный процесс, который состоит из большого числа последовательных реакций. Рассмотрим разновидности полимеризации:

I. Радикальная полимеризация

Катализаторами таких реакций являются свободные радикалы (радикалы галогенов, радиоактивное излучение и так далее)

Таким методом получают полиэтилен

n СН₂=СН₂(-CH₂-CH₂-)_n

II. Ионная полимеризация

Различают, в зависимости от заряда катализатора, катионную (используются кислоты) и анионную (используются щелочные металлы) полимеризацию.

Такой вид полимеризации имеет историческое значение, в промышленности применяется редко, поскольку требует тщательной очистки исходных веществ.

Наиболее исторически важной реакцией является реакция синтеза бутадиенового каучука, которую предложил русский ученый С.В. Лебедев еще в 1910 году.

nСН₂=СН-СН=СН₂ (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n

Эта реакция является примером анионной полимеризации.

В данной реакции атомы могут находиться как в цис-, так и в транс-положении, тогда как в натуральном каучуке содержатся только атомы в цис-положении.

III. Координационная полимеризация

Катализаторами таких реакций являются ионы переходных металлов, в результате которой образуются неустойчивые комплексы этих металлов с органическими соединениями.

Чаще всего используются смешанные катализаторы, которые состоят из тетрахлорида титана и триэтилалюминия – катализатор Циглера-Натта.

Таким методом получают большинство современных каучуков

Главным его преимуществом является получение полимера ТОЛЬКО с цис-расположением двойной связи, соответственно, такие каучуки не просто не уступают природному аналогу, но и превосходит его.

Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.

Получение ВМС