25 polymers

4/9/2015

1

Лекция 25Полимери

Органична

химияПантелей Денев

Определение

Класификация

Строеж

Свойства

Определение

Полимерите са високомолекулни съединения изградени от еднакви повтарящи се звена.

4/9/2015

2

Наименования

Полипропилен СтиролПропилен Полистирол

Класификация

Полимери

Естествени

Белтъци

Полизахариди

Нуклеинови киселини

Синтетични

Пластмаси

Еластомери

Влакна

Според механизма на полимеризиране

•Свободнорадикалов

•Карбокатионен

•Карбанионен

4/9/2015

3

Полимеризация

Иницииране на реакцията

Нарастване на веригата

Разклоняване на веригата

Разклонение

Разклонения

4/9/2015

4

Прекъсване на веригата

Електро донорни групи

Примери

Д Г

Катионна полимеризация

Иницииране

Нарастване на веригата

4/9/2015

5

Катионна полимеризация

Прекъсване

Класификация на ВМС

Полимеризация

Поликондензация

Електро акцепторни групи

А Г

Примери

4/9/2015

6

Анионна полимеризация

Иницииране

Нарастване на веригата

Анионна полимеризация

Прекъсване

Стереохимия на полимерите

Изотактна полимерна верига

Синдиотактна полимерна верига

Атактна полимерна верига

4/9/2015

7

Свойства на полимерите

Изотактните и синдиотактните полимери са с по-добри характеристики за опън и натиск, поради тяхната подреденост и кристалинност. Обикновено такива са полимери с анионна полимеризация.Полимери получени чрез свободно-радикалова полимеризация са със случайно разпределение и дават разклонени атактни вериги.

• Polymerization is completely stereospecific.

• Either isotactic or syndiotactic, depending on catalyst.

• Polymer is linear, not branched.

• Example of catalyst: Solution of TiCl4 mixed with solution of (CH3CH2)3Al and heated for an hour.

Катализатор на Циглер-Ната

• Soft and sticky, obtained from rubber tree.

• Long chains can be stretched, but then return to original structure.

• Chains slide past each other and can be pulled apart easily.

Structure is cis-1,4-polyisoprene

Естествен каучук

4/9/2015

8

Latex

• White latex drips out of cuts in the bark of a rubber tree in a Malaysian rubber plantation.

• Process was discovered accidentally by Goodyear when he dropped rubber and sulfur on a hot stove.

• Sulfur produces cross-linking that strengthens the rubber.

• Hardness can be controlled by varying the amount of sulfur.

Вулканизация

Вулканизация: омрежване на каучука

4/9/2015

9

Синтетичен каучук

Полимеризация 1,4- на 1,3-бутадиен

цис-1,4-Полибутадиен

• Polymer formed by ester or amide linkages between difunctional molecules.

• Step growth: Monomers do not have to add one at a time. Small chains may condense into larger chains.

• Common types:• Polyamides• Polyesters

• Polycarbonates• Polyurethanes

Поликондензация

Полиестери

Dacron® and Mylar®:

4/9/2015

10

Синтез на Найлон 6,6

Найлон 6

4/9/2015

11

Поликарбонати

Полиуретани

4/9/2015

12

Полимерни кристали

• Microscopic crystalline regions.

• A linear polymer will have a high degree of crystallinity and will be stronger, more dense, and more rigid.

4/9/2015

13

Термични свойства

• Glasses at low temperature, fracture on impact.

• At the glass transition temperature, Tg, crystalline polymers become flexible.

• At the crystalline melting temperature, Tm, crystalline polymers become a viscous liquid and can be extruded to form fibers.

4/9/2015

14

Кристални срещу аморфни

Phase transitions for long-chain polymers.

Пластификатори

• Polymers can be too brittle for use even if their other properties are desirable.

• Addition of a plasticizer can make the polymer more flexible.

• A plasticizer lowers the attraction between chains and makes the polymer more flexible.

• The plasticizer evaporates slowly, so “vinyl” becomes hard and inflexible over time.

4/9/2015

15

H

H

CH3

C C

COOCH3HH

CH3C C

COOCH3

n

Съполимери

Винилхлорид ВинилиденхлоридСаран®

4/9/2015

16

Блок съполимери Присъдени съполимери

Мономери

Олигомери

Полимери

4/9/2015

17