Полимеризация

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Анионная полимеризация этиленоксида в полиэтиленгликоль

Полимериза́ция (др.-греч. πολυμερής — состоящий из многих частей) — процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера. Молекула мономера, входящая в состав полимера, образует так называемое мономерное (структурное) звено. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера приблизительно одинаков.

Обычно мономерами являются соединения, содержащие кратные связи, которые способны, раскрываясь, образовывать новые связи с другими молекулами, обеспечивая рост цепей.

Механизм полимеризации обычно включает в себя ряд связанных стадий:

  • инициирование — зарождение активных центров полимеризации;
  • рост (продолжение) цепи — процесс последовательного присоединения молекул мономеров к центрам;
  • передача цепи — переход активного центра на другую молекулу;
  • разветвление цепи — образование нескольких активных центров из одного;
  • обрыв цепи — гибель активных центров.

Виды полимеризации[править | править вики-текст]

В основу классификации полимеризации могут быть положены различные признаки:

  • число типов молекул мономеров:
    • гомополимеризация — полимеризация одинаковых мономеров;
    • сополимеризация — полимеризация двух и более разных мономеров.
  • природа активного центра и механизм процесса:
    • радикальная полимеризация — активными центрами являются свободные радикалы;
    • ионная полимеризация — активные центры ионы или поляризованные молекулы;
  • фазовое состояние мономеров:
    • газофазная полимеризация;
    • жидкофазная полимеризация;
    • твердофазная полимеризация.
  • структура области, в которой сосредоточены активные центры:
    • объемная полимеризация — полимеризация во всем объёме мономера;
    • фронтальная полимеризация — экзотермическая полимеризация в узком фронте, распространяющемся в среде мономера;
    • эмульсионная полимеризация — полимеризация на поверхности высоко-диспергированных частиц мономера в эмульсии.
  • способ инициирования:
    • фотополимеризация;
    • термическая полимеризация;
    • радиационная полимеризация и др..
  • структурные особенности полученного полимера:
    • стереорегулярная полимеризация — полимеризация с образованием полимеров с упорядоченной пространственной структурой;
  • технологические особенности полимеризации:
    • полимеризация при высоком давлении и др..
  • химическая природа мономеров:
    • полимеризация олефинов и др..

В основе химических превращений полимеров лежит замена одних функциональных групп на другие, что проходит без изменения степени полимеризации.

Исторические данные[править | править вики-текст]

Полимеризация была открыта ещё в середине XIX века, практически одновременно с выделением первых способных к полимеризации мономеров (стирола, изопрена, винилхлорида, метакриловой кислоты и др.). Однако суть полимеризации как цепного процесса образования истинных химических связей между молекулами мономера была понята лишь в 20—30-е гг. XX века благодаря работам Г. Штаудингера, С. В. Лебедева, Б. В. Бызова, К. Циглера. В 1922 году химик Штаудингер доказал, что полимеры представляют собой соединения, состоящие из больших молекул, атомы которых связаны между собой ковалентными связями.

См. также[править | править вики-текст]