Получение полимеров: полимеризация и поликонденсация

Полимеризация — процесс получения полимера из одних и тех же молекул мономера путем разрыва двойных связей. Классическим примером является получение полиэтилена:

или оргстекла (плексигласса) из эфира метилметакрилата:

При реакции полимеризации никаких низкомолекулярных продуктов не образуется. Процесс перестройки двойных связей в более устойчивые одинарные сопровождается выделением значительного количества энергии (табл. 21.1).

Таблица 21.1

Энергия связи между атомами углерода.

Перестройка двойной связи ст + к в две ст-связи приводит к выделению значительного количества энергии:

в расчете только на одну группу С=С, которых в молекуле может быть до нескольких миллионов. При синтезе полимеров это обстоятельство должно учитываться, так как при малой теплопроводности полимеров выделение теплоты приводит к повышению температуры, ускорению процесса полимеризации (в соответствии с температурным правилом Вант-Гоффа) и увеличению степени полимеризации получаемого полимера.

Сополимеризация — процесс получения полимера путем разрыва двойных связей из молекул разных мономеров. Отличие процессов сополимеризации в том, что можно заранее подбирать компоненты реакции с определенными свойствами. Именно так был получен устойчивый к истиранию бутадиен-стирольный каучук:

Сохраняющиеся двойные связи обусловливают эластичность полимера, а бензольное кольцо увеличивает стойкость к истиранию поверхности изделия (например, шин автомобиля).

Поликонденсация — процесс получения полимера из молекул разных мономеров с выделением молекул низкомолекулярного вещества.

Такими веществами могут быть вода, хлористый водород, аммиак и др.:

В данном случае полимер — формальдегидная смола, которая может быть в зависимости от соотношения компонентов или термопластичным полимером (новолачная смола), или термореактивным (резолъная смола).

В макромолекулах полимера устанавливаются общие химические связи и выделяются низкомолекулярные продукты, как правило, образованные из нескольких разных веществ. В приведенном выше примере вода возникает при соединении группы —ОН альдегида и атома —II фенола.