Поняття про полімери - АЛКЕНИ - ОРГАНІЧНА ХІМІЯ - ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ - Хімія підготовка до ЗНО та ДПА -
Для етиленових вуглеводнів характерний ще один тип хімічних реакцій під дією спеціальних каталізаторів молекули етиленових вуглеводнів можуть з'єднуватися один з одним, утворюючи довгий карбоновий ланцюг:
Реакції такого типу називають реакціями полімеризації. Продукти реакції полімеризації називають полімерами (від грецького «полімерес» - «той, що складається з багатьох частин»), у них багато разів повторюється той самий фрагмент. По суті реакція полімеризації - це об'єднання величезної кількості молекул ненасичених вуглеводнів один з одним.
При записати рівняння реакції полімеризації у формулі полімеру фрагмент молекули, що повторюється, беруть у квадратні дужки. Тоді рівняння полімеризації етилену можна записати так:
Зверніть увагу на те, що етилен і поліетилен мають однаковий якісний і кількісний склад: обидва складаються з Вуглецю та Гідрогену, причому в обох речовинах на один атом Вуглецю припадає два атоми Гідрогену. Важлива відмінність між ними полягає в тому, що в молекулі етилену є подвійний зв'язок, це ненасичений вуглеводень, а в поліетилені всі одинарні зв'язки, тому він проявляє властивості насичених вуглеводнів. Фактично поліетилен - це алкан з високою молекулярною масою, тому хімічно він досить інертний. Поліетилен не взаємодіє з кислотами, ні з лугами, стійкий до дії окислювачів. Саме хімічною стійкістю поліетилену пояснюється його застосування.
Основні характеристики полімерів
Вихідну речовину для реакції полімеризації називають мономером, продукт - полімером, фрагмент у молекулі полімеру, що повторюється - елементарною ланкою, число п - ступенем полімеризації. Ступінь полімеризації показує кількість молекул мономеру, що об'єдналися в молекулуполімеру. Залежно від умов він може змінюватись від тисячі до сотень тисяч.
У формулах полімерів не зазначено, чим закінчується карбоновий ланцюг. Зазвичай на кінцях молекули полімеру знаходяться фрагменти молекул розчинника, наприклад, атоми Гідрогену або гідроксогрупи. Ці частинки майже впливають на властивості полімеру, оскільки карбоновий ланцюг дуже довгий.
Структурна ланка поліетилену-СН2-СН2- складається з двох однакових груп атомів-СН2-. Чому ж формулу поліетилену не записують у спрощеному вигляді [СН2-]? Це робити не прийнято, тому що формула полімеру повинна відображати його зв'язок з вихідною речовиною – мономером, у цьому випадку – етиленом СН2=СН2.
Більшість. полімерів (крім деяких біополімерів) відрізняються від низькомолекулярних речовин тим, що не мають певної молекулярної маси. Так, у кожному зразку поліетилену всі молекули мають різну довжину та масу, тому коли говорять про полімери, використовують поняття середньої молекулярної маси.
Різновиди та застосування полімерів
У реакцію полімеризації крім етилену надходять і різні похідні етилену із загальною формулою:
де R – будь-яка група атомів. Рівняння полімеризації має вигляд:
Саме так видобувають поліпропілен, полівінілхлорид, полістирол, органічне скло тощо. У сучасній промисловості виготовляється кілька різновидів полімерів. Вони можуть відрізнятися мономером та умовами видобутку. Найпоширеніші полімери наведені у таблиці.