Общие понятия химии высокомолекулярных соединений (мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации). Полиэтилен. Полихлорвинил. Отношение полимеров к нагреванию, действию растворов кислот

Полистирол – бесцветный прозрачный материал, хорошо известный в виде различных изделий из «органического стекла». Температура размягчения атактического полистирола ~85°С, а изотактического 230°С, что позволяет использовать последний при более высоких температурах. Строение изотактического полистирола следующее:

Виниловые полимеры.

Кроме углеводородов, способны полимеризоваться и многие другие соединения с двойной связью, носящие название виниловых мономеров. Их общая формула CH2=CH–X, где Х – хлор, CN, COOCH3 и др. Формула получаемых полимеров следующая:

∙∙∙–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–∙∙∙

| | | |

X X X X

Поливинилхлорид – прочный термопластичный материал, молекулярная масса 300–400 тысяч. При обычной температуре это твердый материал, однако его можно сделать мягким и гибким, смешивая с труднолетучими растворителями, так называемыми пластификаторами.

Широко используются полиметилакрилат (1) и полиметилметакрилат (2), получаемые из эфиров ненасыщенных кислот – акриловой и метакриловой.

1. nCH2=CH → ∙∙∙–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–∙∙∙

| | | |

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3

CH3 CH3 CH3 CH3

| | | |

2. nCH2=C → ∙∙∙–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–∙∙∙

| | | |

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3

Ценные материалы получаются при полимеризации нитрила акриловой кислоты (акрилонитрила):

nCH2=CH → ∙∙∙–CH2–CH–CH2–CH–CH2–CH–∙∙∙

| | | |

CN CN CN CN

Из полиакрилонитрила изготавливается волокно нитрон – искусственная шерсть.

Поливинилацетат.

–CH2–CH–

|

O–CO–CH3

В реакции поликонденсации участвуют обычно бифункциональные мономеры, молекулы которых присоединяются друг к другу с отщеплением какой-либо простой молекулы (обычно воды).

Полиамиды:

Анид получают из адипиновой кислоты и гексаметилендиамина:

nHOOC–(CH2)4–COOH + nH2N–(CH2)6–NH2 ®

→ [–OC–(CH2)4–CO–NH–(CH2)4–NH–]n + nH2O

Капрон получается из капролактама:

→ ∙∙∙–NH–(CH2)5–CO–NH–(CH2)5–CO–NH–(CH2)5–CO–∙∙∙

Энант получают при конденденсации ω-аминоэтановой кислоты. Это волокно имеет строение:

∙∙∙–NH–(CH2)6–CO–NH–(CH2)6–CO–NH–(CH2)6–CO–∙∙∙

Полиэфиры.

При поликонденсации дикарбоновых кислот с многоатомными спиртами получают высокомолекулярные материалы полиэфирного типа.

Лавсан – полиэфир этиленгликоля и терефталевой кислоты:

HOOC– –COOH + HOCH2–CH2OH →

→ ∙∙∙–O–CH2–CH2–O–OC– –CO–∙∙∙

Глифталевые смолы получаются при поликонденсации глицерина и фталевой кислоты. Наличие трех гидроксильных групп дает возможность для построения трехмерного полимера:

Вместо глицерина можно применять и пентаэритрит С(СН2ОН)4 (пентафталевые смолы). Наряду с фталевой кислотой вводят также насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Глифталевые, пентафталевые смолы и продукты их модификации различными добавками объединены под общим названием алкидные смолы. Их растворяют в различных органических растворителях, добавляют красители и получают эмали и лаки, применяемые для окраски вагонов, станков, сельскохозяйственных машин. Алкидные смолы употребляют также при изготовлении типографических красок, линолеума, клеев. В этих областях применения имеет значение способность алкидных смол после высыхания давать прочные пленки.