Полимерлер

М.Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан Мемлекеттік Университеті

Математика және жаратылыстану ғылымдары факультеті

Химия және химиялық технологиялар кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: «Полимерлер»

Орындаған: Әнуарбекова Г.Қ.

Тапсырған: Жұмабекова А.К.

Петропавл, 2018

ПОЛИМЕРЛЕРДІ ҚОЛДАНУ ӘДІСІ

Полимерлер полимерлеу немесе поликонденсация әдісімен алынады.

Полимерлеу - төмен молекулалық массаның (мономер) молекулаларын дәйектілікпен қосу арқылы полимерлердің қалыптасу реакциясы. Полимерлеу барысында ешқандай қосымша өнімдер пайда болмайды және, тиісінше, макромолекулалардың негізгі құрамы мономерлер молекулаларының құрамынан ерекшеленбейді. Мономерлер ретінде көптеген байланыстары бар қосылыстар пайдаланылады: ашуға қабілетті циклдық топтармен қосылыстар, мысалы:                       [pic 1] 

Полимерлеу үдерісінде көптеген байланыстарды бұзу немесе мономерлердегі циклдардың ашылуы және макромолекулалар қалыптасатын топтар арасында химиялық байланыстардың пайда болуы, мысалы:

[pic 2]

Қатысатын мономерлер саны бойынша гомополимеризация (бір түрі мономерлер) және сополимеризация (екі немесе одан көп мономерлер) бөлінеді. Полимерлеу - бұл экзотермиялық үдеріс, өйткені қосарланған байланыстардың немесе қарапайым байланыс түзілу циклдарының бұзылуы жүйенің энергиясының төмендеуіне әкеледі. Алайда, сыртқы әсерлері жоқ (бастамашылар, катализаторлар және т.б.), полимерлеу әдетте баяу жүреді. Полимерлеу - тізбекті реакция. Белсенді бөлшектердің табиғатына байланысты радикалды және иондық полимерлеу бар.

Радикалды полимерлеу кезіндегі процесс бос радикалдармен басталады. Реакция бірнеше кезеңнен өтеді: а) бастамашылық; б) тізбектің өсуі; в) беру немесе ашық схема.

a) бастамасы - белсенді орталықтардың - радикалдар мен макрорадичиктердің қалыптасуы - жылу, фотохимиялық, химиялық, радиациялық немесе басқа әсерлердің әсерінен орын алады. Көп жағдайда полимерлеу бастамашылары - пероксидтер, азо қосылыстары (функционалдық тобы бар және әлсіреген байланыстары бар басқа қосылыстар бар), радикалдар бастапқыда қалыптасады, мысалы:

[pic 3]

Содан кейін macroradicals, мысалы, винилхлоридті полимерлеу кезінде пайда болады:

[pic 4]

және т.б.

б) Жаңа радикалдардың пайда болуына әкелетін радикалдарға алынған мономерлерді қосу есебінен тізбек өседі.

в) Белсенді орталықты басқа молекулаға (мономерлер, полимерлер, еріткіш молекулалары) ауыстыру:

[pic 5]

Нәтижесінде тізбектің өсуі тоқтатылады, ал молекулалар а-таратқыш, бұл жағдайда мономерлер молекуласы жаңа реакция тізбегін бастайды. Егер таратқыш полимер болса, тізбектік тармақталуы мүмкін.

Тізбекті аяқтау сатысында радикалдар валентті қаныққан молекулалардың пайда болуымен өзара әрекеттеседі:

[pic 6]

Ашық схема реакцияны бастауға қабілетті емес белсенді емес радикалдардың пайда болуы кезінде де пайда болуы мүмкін. Мұндай заттар ингибиторлары деп аталады. Осылайша, макромолекулалардың ұзындығы мен молекулалық массасын реттеу бастамашылар, ингибиторлар және басқа заттар арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Дегенмен, тізбекті ауыстыру және сыну тізбектің өсуінің әртүрлі кезеңдерінде болуы мүмкін, сондықтан макромолекулалардың молекулярлық салмағы, яғни полидисперстері бар. Polydispersity - бұл полимерлердің айрықша ерекшелігі.

Радикалды полимерлеу - поливинилхлорид, поливинилацетат, полистирол, полиакрилат, полиэтилен, полидиен және түрлі сополимерлер сияқты көптеген маңызды полимерлерді синтездеудің индустриялық әдісі.

Ион полимерлеуі белсенді орталықтардың қалыптасу кезеңі, өсу және тізбекті тоқтату кезеңінен өтеді. Бұл жағдайда белсенді орталықтар рөлі аниондар мен катиондармен ойнайды. Тиісінше, анионды және катионды полимерлеу ерекшеленеді. Катионды полимерлеу бастамашылары электронды алынатын қосылыстар, соның ішінде протон қышқылдары, мысалы, бейорганикалық протеин қышқылдары.