Мономер

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Мономе́р (др.-греч. μόνος — один; μέρος — часть) — это низкомолекулярное вещество, образующее полимер в реакции полимеризации. Мономерами также называют повторяющиеся звенья (структурные единицы) в составе полимерных молекул.

Низкомолекулярные полимеры, образованные из небольшого количества мономеров и способные, в свою очередь, к полимеризации, принято называть олигомерами.

Способность к полимеризации в основном обусловлена наличием двойных связей в их молекулах.

Мономеры различают по функциональности. Бифункциональными называют мономеры, имеющие две реакционноспособные функциональные группы. Трифункциональными — соответственно три и т. д. Строго говоря монофункциональными мономеры быть не могут, так как такие вещества не способны к полимеризации, «обрывая» растущую полимерную цепь, но всё же могут использоваться для модификации молекулярной массы и молекулярно-массового распределения готового полимера и в качестве «активных разбавителей» для модификации технологических свойств реакционной смеси.

Функциональность мономера не является постоянной величиной и зависит от условий проведения реакции. Например в реакциях с эпоксидными или глицидиловыми группами глицерин при температурах ниже 80 °C проявляет себя как бифункциональный мономер. При температурах выше 120 °C — как трифункциональный. Бифункциональные мономеры образуют линейные (строго говоря — линейно-разветвлённые) полимеры. Трифункциональные и с более высокой функциональностью — сетчатые, «трёхмерные», характеризующиеся неплавкостью и нерастворимостью. Функциональность может быть и дробной величиной, если вычисляется по уравнению скорости реакции:

V=k*(C_a)^a*(C_b)^b, где:

V — скорость реакции, моль/с;
k — константа реакции, моль/с;
Ca — концентрация мономера «а», моль вещества/моль реакционной массы;
Cb — концентрация мономера «b», моль вещества/моль реакционной массы;
a — функциональность мономера «а»;
b — функциональность мономера «b».

Стоит отметить, что другие низкомолекулярные вещества принято называть димерами, тримерами, тетрамерами, пентамерами и т. д., если они, соответственно, состоят из 2, 3, 4, и 5-ти мономеров. Приставку олиго- (сахариды, меры, пептиды) добавляют в общем случае, когда полимер состоит из небольшого количества мономеров.

Интересно, что смешение двух мономеров, способных к самополимеризации и способных к взаимной реакции никогда не даёт ни регулярного чередования звеньев (-АБАБАБАБАБ-) ни абсолютно чистых цепей (-ААААААА- + -ББББББ-). Строение полученного сополимера зависит от четырёх констант реакций: константы реакции самополимеризации мономера 1 и 2 и констант реакции первого со вторым и второго с первым.

  • Если константа реакции сополимеризации мономера А значительно выше Б, то мы получим полимер вида: (-А(А)nАБ(Б)mБ-) с редкими вкраплениями А в Б и Б в А.
  • Если константа реакции сополимеризации мономера А близка к Б, то мы получим полимер блочного вида: (-АААБББАААБББ-), причём величина блоков будет зависеть от отношения константы взаимной полимеризации к константе самополимеризации. Чем это величина больше — тем чаще происходит чередование мономеров.
  • В случае, если константы реакции сополимеризации мономеров значительно различаются, технологически гораздо проще получить пластик с заданными свойствами простым механических смешением готовых гомополимеров.

Примеры[править | править вики-текст]

Мономеры могут быть как органическими, так и неорганическими.

Примерами органических мономеров могут служить молекулы ненасыщенных углеводородов, таких как алкены и алкины. К примеру, полимеризация этена приводит к образованию такой широко известной пластмассы, как полиэтилен.

Также в промышленности широко используют акриловые мономеры — акриловую кислоту, акриламид.

В результате полимеризации природных мономеров — аминокислот, образуются белки. Мономеры глюкозы образуют различные полисахариды — гликоген, крахмал.