Шта је реакција полимеризације? Реакција полимеризације: Једначина и примери

Дуго времена људи су покушавали да схвате све невероватне могућности које нуди хемијска наука. Међутим, већина од веома важних са техничке тачке гледишта, реакције једноставно нису могле бити изведене због недостатка потребне опреме, већ једноставно није изграђена.

Време је пролазило људски мозак издала нова решења проблема. Појавили су се најневероватнији уређаји, техничка средства, која су омогућила кемији да уђе у ново доба, вријеме производа од полимерних материјала, које нам даје реакција полимеризације. Примери таквих предмета су изузетно бројни: од канализационих цеви до малих кућних потрепштина (пластичне кесе, посуђа, играчака, паковања, итд.).

Историја открића

Све до КСИКС века за такве интеракције нико није чуо. То је било због чињенице да су саме супстанце које могу полимеризовати непознате. Међутим, до средине овог века примљени су:

• метакрилна киселина;
• изопрен;
• винил хлорид;
• стирен и други.

Постало је јасно која својства ова једињења могу поседовати. Појавили су се први покушаји да се емпиријски докаже да било која од горе наведених супстанци у реакцији полимеризације улази врло вољно, и формирана са овим вредним и необичним производима.

Од тада су ови процеси почели да се одвијају у великом обиму, али њихова суштина још увек није била јасна. Научници су успјели расвијетлити загонетку о томе како се проводи реакција полимеризације.

Допринос научника развоју знања о полимерима

Рецимо највећа имена у историји истраживања полимера.

1. К. Зиглер је немачки хемичар који је дао огроман допринос развоју знања о полимерима, органометалним једињењима, механизмима реакционих процеса. Добитник је најпознатије награде у области науке.
2. Г. Стаудингер - Немачки научник, хемичар. Он је указао на природу хемијских веза у полимерима, открио једну од реакција, названу по њему.
3. БВ Бизов је домаћи научник. Први који је развио технику за синтезу гуме из нафтних деривата.
4. С. В. Лебедев - руски научник, хемичар-синтетика. Прва организована школа за проучавање органских једињења. Радећи у тиму са колегама, развио сам метод за добијање гуме у индустријским размерама.

Шта је реакција полимеризације, на чему се заснива и како се она спроводи? Сви ови велики хемичари су ово проучавали и детаљно описали. Од тада, од 20. века, синтеза полимерних једињења је постала широко распрострањена и почела је нова ера у развоју и развоју.

Реакција полимеризације: општи концепт

Ако дамо општу карактеристику ових интеракција, онда пре свега треба напоменути способност не свих једињења да уђу у такве синтезе. Од неорганских једињења, реакција полимеризације је карактеристична за следеће супстанце:

• пластични сумпор;
• црни и црвени фосфор;
• полицумулин и карбин;
• полифосфати;
• селен и телуриј посебне ланчане структуре;
• силициц ацид и његов оксид;
• много природних мрежних полимера који чине кору.

Ова једињења су сама по себи полимерне структуре. Ако говоримо директно о самим реакцијама, као резултат тога добијају се производи полимерне структуре, овде су почетне супстанце она органска једињења у чијој структури постоји најмање једна вишеструка веза. Без обзира, дупли, троструки или два дупла и тако даље.

Тако, супстанца која је подложна вишеструкој вези улази у реакцију полимеризације. Управо ова особина чини да везе брзо уништавају оригиналну структуру и трансформишу се у потпуно нове комбинације. Изворни молекули из органска једињења може бити:

• алкенес;
• алкин;
• алкадиенс;
• алдехиди;
• халокарбонати са вишеструком везом;
• деривати бензена;
• кетони.

Сваке године у овој области се појављују нова открића, а реакција полимеризације постаје могућа између великог броја супстанци.

Шта су, по својој природи, такве интеракције? Процес се своди на збијање молекула и формирање вишеструких додатних угљеничних веза између честица. Другим речима, реакција полимеризације је комбинација једноставнијих почетних јединица, названих мономерних јединица, у комплексну макроструктуру - полимер.

Све горе наведене органске и неорганске супстанце - то су само мономери, који се као резултат интеракције под утицајем одређених услова претварају у полимере, велике и дуге ланце. Молекуларна тежина производ може бити заиста огроман, достићи неколико десетина и стотина хиљада јединица.

Из описаних примера, очигледно је да је, на пример, реакција полимеризације алкана немогућа, јер природа ових угљоводоника не нарушава раскидање везе и консолидацију структуре.

Примери полимера

Може се разумети колико су ове интеракције важне и значајне у природи и људском животу, ако се могу дати примери производа које даје реакција полимеризације. То укључује супстанце као што су:

• нуклеинске киселине;
• веверице;
• полисахариди;
• гуме;
• гума;
• стакло;
• керамика;
• влакна;
• пластику и многе друге.

Постаје јасно зашто је реакција полимеризације тако важна. Примери јасно показују да је без њега постојање самог живота немогуће. И ако говоримо о удобности која окружује особу, он би био лишен многих ствари без полимерних материјала.

Класификација реакција

Дистрибуција предметних реакција у групе може се заснивати на различитим знаковима. Размотрите класификацију неких од њих.

По природи мономерних јединица, реакција полимеризације може бити два типа:

1. Хомополимеризација, када исте почетне јединице, мономери, учествују у синтези. Тако се производе поливинил-хлорид, полиетилен различитих притисака, полипропиленски материјали.
2. Кополимеризација се заснива на употреби различитих мономерних структура. Зато синтетизујте неке врсте гума, гуму.

По типу почетка реакције, односно његовој иницијацији, истичу се:

• фотополимеризација;
• топлотна;
• под дејством радијације.

За карактеристике технолошког процеса могу се разликовати стереорегуларне реакције, као и оне које се одвијају само под високим притиском.

Механизам протока

Суштина онога што се дешава током процеса конверзије мономера у полимере је прилично компликована. Покушаћемо да опишемо главне тачке и фазе.

1. За почетак, стварање високо реактивних честица - радикала. Њихово формирање узрокују посебни катализатори - иницијатори процеса (водиков пероксид, органски хидропероксиди, итд.).
2. Тада су радикали везани у тренутку разбијања двоструке везе, и почиње раст целокупне макро ланца.
3. Завршна фаза је прекид структуре због компензације свих валенција елемената у једињењима. Често, да би се контролисали добијени производи, вештачки се прави отворени круг. Тако можете добити додатне супстанце мале молекулске масе, чишћи полимер.

Зато је реакција полимеризације карактеристична за једињења са вишеструким везама.

Полимеризација незасићених угљоводоника

Ова једињења укључују:

• алкенес - двострука веза;
• алкин - трострука веза;
• алкадиенс - два дупла;
• њихове халогене деривате.

У зависности од врсте производа који желите да добијете, изаберите оригинални мономер. Прва и најуспјешнија била је синтеза гума и полиетилена. Савремени људи користе пакете као контејнере за смеће, амбалажни материјал, филмове за стакленике иу многим другим областима. Међутим, они чак и не размишљају о томе како се добија ова чудесна супстанца и зашто она може бити толико различита. Испоставило се да се заснива на реакцији полимеризације етилена. То јест, почетни мономер је алкен угљоводоник који се састоји од два атома угљеника. Његова емпиријска (молекулска) формула је Ц2Х4. Он је тај који улази у процес хомополимеризације са формирањем одговарајућег производа - полиетилена различитог квалитета.

Једначина реакције изгледа овако:

н (ЦХ2 = ЦХ2) → (-ЦХ2-ЦХ2-) _н , где

н је степен полимеризације мономера, који показује број почетних јединица, а затим њихов број у макро ланцу.

У зависности од услова реакције, температуре, катализатора, могу се добити полиетилени високог и ниског притиска. По својим својствима они ће бити веома различити.

Добивање гума

По први пут је у нашој земљи дошло до тако важног и вриједног полимера као што је гума, у совјетској ери. Тада је С. В. Лебедев изумио методу која је постала легендарна - производња синтетичког изомера природног каучука на бази алкадиен изопрена. Истовремено, научник је сам пронашао сировину на начин да је синтетише из етилног алкохола добијеног из биљне базе. Тако су решени проблеми високих трошкова производње, постало је могуће добити гуму у лабораторији.

Схематски, реакција се може представити као: изопрен → изопренска гума. Друго име за изопрен је 2-метилбутадиен-1,3. Једна од две двоструке везе је укључена у формирање гумене макромолекуле.

Примање гуме

Реакција полимеризације етилена (изопрена, хлоризопрена) је веома важна. Међутим, најзначајнија је реакција умреженог гуменог полимера са сумпором на посебан начин. Овај процес се назива "вулканизација". Резултат је гума која је од велике економске и индустријске важности.

Стимерна полимеризација

Деривати бензена, као што је, на пример, стирен, такође су способни за полимеризацију (за разлику од екстремних једињења, која нису прилагођена овоме). Дакле, реакција полимеризације алкана је немогућа због њихове ниске хемијске активности и стабилности молекула.

Стирен, с друге стране, има вишеструке везе, тако да се лако претвара у полистирен. Овај материјал се користи за производњу материјала за паковање, за једнократну употребу, играчке, изолационе материјале и друге предмете.