Дополнительный полимер

В химии полимеров аддитивный полимер — это полимер , который образуется путем простого связывания мономеров без совместного образования других продуктов. Аддитивная полимеризация отличается от конденсационной полимеризации , при которой образуется продукт, обычно вода. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Аддитивные полимеры могут образовываться путем цепной полимеризации , когда полимер образуется путем последовательного присоединения мономерных звеньев к активному центру в цепной реакции , или путем полиприсоединения , когда полимер образуется в результате реакций присоединения между частицами всех степеней полимеризации . Аддитивные полимеры образуются путем многократного добавления некоторых простых мономерных звеньев. Обычно полимеры представляют собой ненасыщенные соединения, такие как алкены, щелочи и т. д. Полимеризация присоединения в основном происходит по свободнорадикальному механизму. Свободнорадикальный механизм аддитивной полимеризации завершается тремя этапами: инициированием свободного радикала, развитием цепи и обрывом цепи.

Полиолефины

Многие распространенные аддитивные полимеры образуются из ненасыщенных мономеров (обычно имеющих двойную связь C=C). ^{[ 3 ]} Наиболее распространенными аддитивными полимерами являются полиолефины, т.е. полимеры, полученные путем превращения олефинов (алкенов) в длинноцепочечные алканы. Стехиометрия : проста

n RCH=CH ₂ → [RCH-CH ₂ ] _n

Это превращение может быть вызвано различными катализаторами, включая свободные радикалы , кислоты , карбанионы и комплексы металлов .

Примерами таких полиолефинов являются полиэтилены , полипропилен , ПВХ , тефлон , буна-каучуки , полиакрилаты , полистирол и ПХТФЭ .

Сополимеры

Когда два или более типа мономеров подвергаются аддитивной полимеризации, полученный полимер представляет собой аддитивный сополимер. Сарановая пленка , полученная в результате полимеризации винилхлорида и винилиденхлорида , представляет собой аддитивный сополимер. ^{[ 4 ]}

Полимеризация с раскрытием кольца

Полимеризация с раскрытием цикла представляет собой аддитивный процесс, но имеет тенденцию давать полимеры, подобные конденсации, но соответствует стехиометрии аддитивной полимеризации. Например, полиэтиленгликоль образуется при раскрытии этиленоксидных колец:

HOCH ₂ CH ₂ OH + n C ₂ H ₄ O → HO(CH ₂ CH ₂ O) _{_n+1} H

Нейлон 6 (разработанный с целью сорвать патент на нейлон 6,6 ) производится методом аддитивной полимеризации, но по химическому составу напоминает типичные полиамиды.

Дальнейшие контрасты с конденсационными полимерами

Одним из универсальных различий между типами полимеризации является изменение молекулярной массы в результате различных способов распространения. Аддитивные полимеры быстро образуют цепи с высокой молекулярной массой, при этом остается много мономера. Поскольку в аддитивной полимеризации в качестве реагентов используются быстрорастущие цепи и свободный мономер, а в конденсационной полимеризации происходит ступенчатый процесс между мономерами, димерами и другими более мелкими растущими цепями, влияние текущего размера молекулы полимера на продолжающуюся реакцию совершенно различно. эти два случая. Это оказывает важное влияние на распределение молекулярных масс или полидисперсность в готовом полимере.

Биодеградация

Аддитивные полимеры обычно химически инертны и имеют прочные связи CC. По этой причине они не биоразлагаемы и их трудно перерабатывать. Напротив, конденсационные полимеры, как правило, более легко биоразлагаемы , поскольку их основные цепи содержат более слабые связи.

История

Первый полезный аддитивный полимер был получен случайно в 1933 году ICI химиками Реджинальдом Гибсоном и Эриком Фосеттом . Они проводили серию экспериментов, в которых участвовали реакции органических соединений при высоких температурах и высоких давлениях. Они поставили эксперимент по реакции этилена с бензальдегидом в надежде получить кетон . Они оставили реакционный сосуд на ночь, а на следующее утро обнаружили небольшое количество белого воскообразного твердого вещества. Позже было показано, что это твердое вещество представляет собой полиэтилен .

ИЮПАК определение

Цепная полимеризация : Цепная реакция , при которой рост полимерной цепи происходит исключительно за счет реакции(й) между мономером(ами) и активным центром(ами) полимерной цепи с регенерацией активного сайта(ов) в конце каждого роста. шаг. ^{[ 5 ]}

Термин «аддитивная полимеризация» признан устаревшим ИЮПАК (Международный союз теоретической и прикладной химии), который рекомендует альтернативный термин « цепная полимеризация » .

Ссылки

^ Введение в полимеры 1987 RJ Young Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5
^ Д. Маргерисон; ГК Восток; Дж. Э. Спайс (1967). Введение в химию полимеров . Пергамон Пресс. ISBN 978-0-08-011891-8 .
^ «Адидитивные полимеры» . Архивировано из оригинала 12 декабря 2012 года . Проверено 17 июля 2012 г.
^ Х. Стивен Стокер (1 января 2012 г.). Органическая и биологическая химия . Cengage Обучение. п. 65. ИСБН 978-1-133-10395-0 . Проверено 17 июля 2012 г.
^ Пенчек, Станислав; Моад, Грэм (2008). «Глоссарий терминов, связанных с кинетикой, термодинамикой и механизмами полимеризации (Рекомендации ИЮПАК 2008 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 80 (10): 2163–2193. дои : 10.1351/pac200880102163 .

Пол Дж. Флори (1953). Основы химии полимеров . Издательство Корнельского университета. п. 51. ИСБН 978-0-8014-0134-3 . Проверено 17 июля 2012 г.

[1] Введение в полимеры 1987 RJ Young Chapman & Hall ISBN 0-412-22170-5

[2] Д. Маргерисон; ГК Восток; Дж. Э. Спайс (1967). Введение в химию полимеров . Пергамон Пресс. ISBN 978-0-08-011891-8 .

[3] «Адидитивные полимеры» . Архивировано из оригинала 12 декабря 2012 года . Проверено 17 июля 2012 г.

[Stoker2012-4] Х. Стивен Стокер (1 января 2012 г.). Органическая и биологическая химия . Cengage Обучение. п. 65. ИСБН 978-1-133-10395-0 . Проверено 17 июля 2012 г.

[5] Пенчек, Станислав; Моад, Грэм (2008). «Глоссарий терминов, связанных с кинетикой, термодинамикой и механизмами полимеризации (Рекомендации ИЮПАК 2008 г.)» (PDF) . Чистая и прикладная химия . 80 (10): 2163–2193. дои : 10.1351/pac200880102163 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]