Сополімери — це різновид полімерів. Види, будова, властивості кополімерів

Звичайний полімер — це довга безперервна молекула, що складається з пов’язаних між собою окремих дрібніших частин — мономерів. Якщо одну макромолекулу утворює кілька різних видів одиничних молекул, то це сополімер, що поєднує в собі два і більше різних сполук.

Класифікувати їх можна за будовою і способом синтезу.

Регулярні сополімери

Самий простий і зрозумілий тип. У макромолекуле регулярного будови мономери рівномірно чергуються: 1-2-1-2-1-2… За своїми властивостями регулярні сополімери значно перевершують нерегулярні: вони більш термостійкий і володіють кращими фізико-механічними властивостями (еластичністю, міцністю тощо). Загальна характеристика сополімеру, як правило, складається з властивостей відповідних однорідних полімерів і знаходиться десь посередині між ними. Переважний спосіб отримання — сополиконденсация: при з’єднанні двох різних молекул-мономерів виділяється одна молекула води.

Найбільш важливі в промисловості полімери мають саме стереорегулярную структуру. Найчастіше це синтетичні сополімери-каучуки, що складаються з бутадієну і ще одного або декількох мономерів:

  • Бутадієн-стирольний каучук — продукт поліконденсації бутадієну і стиролу (вінілбензола).
  • Бутадієн-нітрильний каучук — існують різновиди як одноразового, так і регулярного будови (останні, природно, значно краще за якістю). Мономер складають молекули бутадієну і акрилонітрилу.
  • Стирол-акриловий сополімер — це результат поліконденсації стиролу і метакрилату, регулярна різновид полімеру.

Приватним випадком регулярних кополімерів є волокна.

Загрузка...

Волокна

Волокна — полімери, одержувані органічним синтезом для використання в текстильній промисловості. З синтетичних волокон роблять так звані синтетичні тканини. Вони відрізняються від натуральних кращими механічними якостями (несминаемость, міцність, зносостійкість, стійкість до різних деформацій). Деякі синтетичні волокна є сополімерами:

  • нейлон — продукт поліконденсації гексаметилендиамина й адипінової кислоти;
  • лавсан — мономер, який складається з сконденсованих етиленгліколю та терефталевої кислоти.

Статистичні сополімери

Їх отримують таким же чином з різницею в тому, що у новоствореній структурі мономери не мають строгого порядку чергування, а розташовані випадковим чином. В такому випадку записують не загальну форму нового мономеру, а вказують процентний вміст молекул кожного виду. Найчастіше в статистичному сополімери може бути два-три основних мономеру і ще кілька, чиє вміст коливається в межах 1-5 % — вони використовуються для стабілізації та інших невеликих коригувань властивостей полімеру.

Перший штучний каучук мав нерегулярну структуру. Єдиний мономер — бутадієн — перебував у ланцюга в різних конфігураціях; малося хаотичне чергування його цис — і транс-ізомерів, у той час як натуральний каучук містить майже один лише цис-бутадієн.

Зараз більшість синтезованих каучуків з добавками є статистичними сополімерами. Це фторкаучуки, бутилкаучук, що складається з сополимеризованных ізобутилена і 1-5 % ізопрену, каучуки з додаванням вінілхлориду, стиролу, акрилонітрилу та інших утворюють полімери сполук. Є ще такий полімер, який називається каучуком, але не містить в своєму складі бутадієну або ізопрену. Це сополімер поліпропілену і поліетилену, етилен-пропиленовый каучук. Полягає він, як можна здогадатися, з мономерів етилену і пропілену, що містить від 40 до 70 % молярної маси етилену.

Блоксополимеры

Цей вид кополімерів характерний тим, що в кінцевій структурі мономери не перемішані один з одним, а складають блоки. Кожен блок — це одне речовина, що знаходиться в такій кількості, щоб повністю відобразити всі властивості свого звичайного полімеру. Іноді між різними блоками може знаходитися одна молекула іншого з’єднання — зшиваючий агент.

Блоксополімерами є так звані термоеластопласт. Це з’єднання блоків термопластів — полистрирола, поліетилену або поліпропілену — і еластомерів — бутадиеновых і изопреновых полімерів, їх статистичних кополімерів зі стиролом, вже відомого нам сополімеру етилену з пропіленом. В нормальних умовах термоеластопласт подібні еластомерів за своїми механічними властивостями, а при високих температурах перетворюються в пластичну масу і можуть піддаватися переробці так само, як і термопласти.

Загрузка...

Прищеплені кополімери

В прищеплених кополімерах містяться окрім основної групи додаткові відгалуження — ланцюга з інших мономерів, коротше, ніж довжина основного ланцюга. Відгалуження можуть кріпитися на молекули проміжної групи.

Для отримання прищепленого кополімеру необхідна спочатку вже готова ланцюг основного полімеру. Далі бічну ланцюг до неї можна «пришити» двома різними способами: або ввести в реакції мономер, який при певних умовах полімеризується і прикріплюється у вигляді ланцюжка до основного полімеру, або «посадити» вже готову недовгу ланцюг (олігомер) на основний полімер через проміжну групу.

Прищеплені кополімери отримують для здійснення спрямованої модифікації основного ланцюга полімеру. Використовується така властивість, як адитивність властивостей прищеплених кополімерів: їх фізико-механічні характеристики визначаються одночасно полімерами і основний, і бічного ланцюга.