Реакції полімеризації. Поліетилен
ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ
Частина III. ОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Розділ 16. ВУГЛЕВОДНІ
§ 16.7. Реакції полімеризації. Поліетилен
Полімеризація – це послідовне сполучення однакових молекул у більші. Простий випадок реакції полімеризації розглянуто на прикладі оксиду нітрогену (IV) (див. § 10.6).
Реакції полімеризації особливо характерні для ненасичених сполук. Так, наприклад, з етилену утворюється високомолекулярна сполука – поліетилен. Сполучення молекул етилену відбувається за місцем розриву подвійного
СН2=СН2 + СН2=СН2 + СН2=СН2 + … -> – СН2-СН2- + – СН2-СН2- + – СН2-СН – … -> …-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2-СН2- …
Скорочено рівняння цієї реакції записують так:
NСН2=СН2 −> (-СН2-СН2-)n.
До кінців таких молекул (макромолекул) приєднуються які – небудь вільні атоми або радикали (наприклад, атоми гідрогену з етилену). Продукт реакції полімеризації називається полімером (від грецького полі – багато, мерос – частина), а вихідна речовина, що вступає в реакцію полімеризації, називається мономером.
Полімер – речовина з дуже високою молекулярною масою, молекула якої складається з великої
Число елементарних ланок, що повторюються в макромолекулі, називається ступенем полімеризації (позначається п). Залежно від ступеня полімеризації з одних і тих самих мономерів можна добувати речовини з різними властивостями. Так, поліетилен з короткими ланцюгами (n = 20) є рідиною, що має властивості мастил. Поліетилен з довжиною ланцюга в 1500-2000 ланок – це твердий, але гнучкий пластичний матеріал, з якого можна виготовляти плівки, пляшки та інший посуд, еластичні труби тощо. Нарешті, поліетилен з довжиною ланцюга в 5-6 тис. ланок є твердою речовиною, з якої можна виготовляти литі вироби, тверді труби, міцні нитки. Якщо у реакції полімеризації бере участь невелика кількість молекул, то утворюються низькомолекулярні речови ни, наприклад димери, тримери і т. д. Умови перебігу реакцій полімеризації дуже різноманітні. В деяких випадках необхідні каталізатори і високий тиск. Але основним фактором є будова молекули мономеру. В реакцію полімеризації вступають ненасичені сполуки за рахунок розриву кратних зв’язків.
Структурні формули полімерів коротко записують так: формулу елементарної ланки беруть у дужки і праворуч внизу ставлять букву п. Наприклад, структурна формула поліетилену (-СН2-СН2-)n. Легко збагнути, що назва полімеру складається з назви мономеру і префікса полі-, наприклад поліетилен, полівінілхлорид, полістирол і т. д.
За допомогою реакцій полімеризації добувають високомолекулярні синтетичні речовини, наприклад поліетилен, політетрафторетилен (тефлон), полістирол, синтетичні каучуки та ін. Вони мають велике народногосподарське значення.
Полівінілхлорид – продукт полімеризації хлористого вінілу (вінілхлориду) СН2=СНСl. Структурна формула
Цей полімер має цінні властивості: він не горючий, стійкий до дії хімічних реагентів, легко забарвлюється. З пластмас на його основі виготовляють клейонку, плащі, портфелі, штучну шкіру для взуття тощо. Широко застосовується для ізоляції проводів і кабелю.
Тефлон – продукт полімеризації тетрафторетилену:
NCF2 = CF2 −> (-CF2-CF2-)n.
Це найінертніша органічна речовина (на неї впливають лише розплавлені калій і натрій). Має високу морозо – і теплостійкість.
Полістирол – тверда прозора пружна речовина. Добувають полімеризацією стиролу (див. § 16.11). Структурна формула
Полістирол широко використовують як діелектрик в електро – і радіотехніці. Йде на виготовлення кислототривких труб, тари, а також побутових виробів – гребінців, іграшок та ін. З нього виготовляють легкі пористі матеріали – пінопласти.
Поряд з реакціями полімеризації для добування високомолекулярних сполук широко застосовують реакції поліконденсації (див. § 17.8).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...