Полимеризация | это... Что такое Полимеризация? (original) (raw)
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 т.наз. 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
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 высокодиспергированных 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
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 химик Штаудингер доказал, что полимеры представляют собой соединения, состоящие из больших молекул, атомы которых связаны между собой ковалентными связями.