Ю.Д. Семчиков - Высокомолекулярные соединения (1109596), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Разница в свойст- ВЗХ ПОЛИЭ'П1ЛС!Ш С ЛИНЕЙНЫМИ И )ЭЛЗВЕТВЛЕННЫМИ МЛКРОМОЛЕКУ"П!МИ ВЕСЬма замспкп Первый имеет большие плотность, прочность и меньшую прозрачность, что связано с повышенной степенью крнсталличности по сравнению с полиэтиленом высокого давления. Макромолекулы сверхразветвленных полимеров, в отличие от разветвленных, нс имеют явно выраженной основной цепи. Редко сшитые полимеры относятся к цсгшым, они, как правило, обладают болыной прочностью и твердостью по сравнению с линейными, в чем можно убедиться, сравнивая так называемый «сырой» каучук и резину. «Сшивка» в гшоскости приводит к образованию так называемых «паркетных» полил!еров. Вещества, находящиеся в данном полимерном состояшш, проявляют тенденцию к расслаиванию, что характерно для таких материалов, как графит и слюда.
В графите гибридизация атомов углеро- 22 да — зр', он имеет плоскосшитую или паркетную конфигурацию макромолекулы. Повторя>ощейся геометрической фигурой этой конфигурации является правильный шестигранник, макромолекулы расположены в плоскости, так как такое расположение обеспечивает сопряжение и дслокализацию р-электронов углерода. Благодаря последнему обстоятельству, графит является очень хорошим проводником электрического тока.
В алмазе атомы углерода имеют зрз-гибридизацию, каждый атом углерода связан о-связью с четырьмя другими атомами, следовательно, алмаз является пространственно «сшитым» полимером углерода с предельной плотностью «сшивки». Алмаз является самым твердым из известных материалов, графит — один из наиболее мягких. Приведенная выше классификация рассматривает лишь «скелет» макромолекулы. Если же учитывать пространственное расположение заместителей основной цепи, то линейные полимеры разделяются на стереорегуларные, в макромолекулах которых существует строгий порядок в расположении заместителей относительно плоскости зигзага основной цепи, и стерео- нерегулярные. Первые, как правило, являются кристаллическими полимерами, вторыс — за редким исключением аморфны. Например, поливинилхлорид является стереонерегулярным полимером, однако, содержит некоторое количество кристаллической фракции.
В соответствии со свойствами, определяющими область применения, полимеры делятся на волокнооброзу>он1не, плос>понед«> и элос>пол>ерьь Одним из важнейших свойств, определяющих область применения полимеров, является обратимая деформация. В соответствии с величиной обратимой деформации растяжения полимеры указанных классов располагаются в ряд; эластомеры» пластомеры > волокна, которому отвечает относительная деформация порядка 1О', 1, 1О-> %.
Волокна производятся из весьма ограниченного круга полимеров. К ним относятся целлюлоза и белки из природных полимеров, полиамиды, поли- эфиры, полипропилен и полиакрилонитрил — из синтетических. Пластомеры используются в виде полимерных материалов, называемых пластмассами или пластиками, которые подразделяются на пластики общего назначения и инженерные, или конструкционные, пластики. К пластомерам относится весьма широкий круг полимеров. Наиболее крупнотоннажными являются полимеры и сополимеры на основе олефинов, винилхлорида, стирола, акрилатов (производных акриловой и мстакриловой кислот), винилацетата, а также полиамиды, фенопласты (полимеры фенола и формальдегида), аминопласты (полимеры мочевины или меламина и формальдегида).
Эластомеры образуют материалы, называемые каучуками и резиной («сшитый» каучук). Круг полимеров, относимых к эластомерам, достаточно узок. К крупнотонна>кным относятся полимеры диеновых мономеров (изопрсн, бутадисн), полисилоксаны. В меньшем количестве производятся 23 акриловые (сополимер бутилакрилата с акрилонитрилом) и полисульфидные каучуки, содержащие атомы серы в основной цепи. Типичными эластомерами являются такие неорганические полимеры, как линейная сера 1 — Б — )„ и полифосфонитрилхлорид [ — РС!з=Х вЂ” 1„.
В соответствии со способом переработки в изделия или полуфабрикаты полимеры подразделяются на термопласты и реактопласты. К термааласталг относятся полимеры, перерабатываемые путем расплава, такие полимеры имеют относительно небольшую молекулярную массу (порядка !О'). Один и тот же полимер может быть переработан через расплав несколько раз, что имеет значение с точки зрения утилизации отходов полимеров.
К реактоплае>нгьн относятся полимеры, изделия из которых получаются в результате химического формования, т. е. при нагревании в форме низкомолекулярного полимера с реакционноспособными группами (преполимер). Образующийся при этом «сшитый» полимер не может быть переработан вторично, что затрудняет его утилизацию. 1.2.2. Тривиальная, рациональная и сисз ематичсскав номенклатура полимеров Номенклатура, т.е. Принципы и пр~вила образования названий полимеров и сами назВания, должна ВыпОлнять дВе ОсноВные задачи: пО3ВОлять воспроизвести химическое строение полимера, исходя из его названия, и сделать наиболее распространенные полимеры легко узнаваемыми. Одна номенклатура не может выполнить эти задачи, поэтому в настоящее время существует несколько номенклатур, и такое положение, по-видимому, сохранится в будущем. Номснклазура, включающая торговые названия полимеров. Тривиальная номенклатура имеет то несомненное преимущество, что делает полимер узнаваемым для широкого кру1 а специалистов и потребителей.
В качестве примера можно привести политетрафторэтилен, который широко известен под названием тефлон. У всех на слуху также ~Якие названия, как фенопласты, аминопласты, поликарбонаты и некоторые другие. Как правило, такие названия не.содержат информации о химическом строении полимера, но в данном случае это несущественно, поскольку за этими названиями стоят хорошо известные потребителю и тем более специалисту многотоннажные полимеры. Иногда торговые названия дают достаточно полную информацию о полимере.
Например, такие названия, как нейлон 6, нейлон 66 говорят о том, что имеются в виду линейные ациклические полиамиды. В первом случае полимер получен из одного мономера е-капролактама, цифра 6 означает, что амидные группы в цепи разделены шестью метиленовыми группами.
Во втором случае полимер получен из двух мономеров — гексаметилендиамина и адипиновой кислоты. Первая цифра в названии полимера показывает число атомов углерода в диамине, вторая — в дикарбоновой кислоте. Рациовальнав номенклатура. Рациональная номенклатура широко применяется в настоящее время по отношению к полимерам, получаемым методом цепной полимеризации. Перед названием мономера ставится приставка 24 +СН,— СН+ и СН=СН 2 сгирол полистирол и СН вЂ” СНС! +СН СНС!+ винилхлорид поли(винилхлорид) Название полимера может быть образовано, исходя из гипотетического мономера.
Так, поливиниловый спирт называют по виниловому спирту, который неустойчив и существует как фенольная форма ацетальдегида. Получают же поливиниловый спирт гидролизом поливинилацетата: +он> СН+ лн>О +он> СН+ + ПСНЗСООН ОСОСН ОН поливиниловый спирт поливинилацетат Когда один и тот >ке полимер может быть получен из различных мономеров, возникает двойственность в его названии; это характерно для полиэфиров и полиамидов. Например, полимер, полученный из 6-аминокапроновой кислоты, называют поли(6-аминокапроновой кислотой) (а), а тот же полимер, синтезированный из е-капролактама — поли(ь-капролактамом) (б): и Н,н — !СН,),— СООН вЂ” +ЫН вЂ” !СН,),— С+ С=О и (СН )5 Ин +)чн — (сн,),— с+ (б) Данную номенклатуру целесообразно применять к достаточно известным полимерам, название которых часто используют специалисты.
Более общей является номенклатура, основанная на строении мономерного звена, поскольку.она может применяться к полимерам, полученным из двух мономеров, что является обычным для поликонденсации. В этом случае после приставки «поли-» в скобках приводится название мономерного звена, причем, та часть названия, которая определяет принадлежность данного полимера к определенному классу, приводится последней.
Например, в приведенных ниже названиях полимеров последние слова в скобках указывают на принадлежность полимеров к классам полиэфиров, полиамидов и полиурстанов. Первые слова характеризуют второй мономср: + сн;сн;о — с — ( ' с+ поли(этилентерефталат) «поли-», если название мономера включает несколько слов, то оно берется в скобки: !чн — (сн ) — !чн — с — (сн ) — с+ + 26 Л 24 Л+и о о поли(гексаметиленадипоамид) о-сн-сн-сн-о-с-нн-сн-сн-нн-с+ + 2 2 2 г г Л зп о о поли(триметиленэтиленуретан) Систематическая номенклатура, рекомендованная ИКЭПАК'.
В 70-х зт. ХХ в. Международным союзом теоретической и прикладной химии ИЮПАК (1п!епзайола! (7!з)ои апс) Арр!1ес) С!зсглЫгу — ПэРАС) была разработана систематическая номенклатура однотяжевых полимеров, основанная на описании строения составного повторяющегося звена полимерной цепи (СПЗ) в соответствии с определенными правилами*'. СПЗ представляет собой наименьшую группу атомов с двумя валентностями, повторением которой может быть образована полимерная цепь, В большинстве случаев СПЗ совпадает с мономерным звеном, но в отдельных случаях — не совпадает, что приводит к изменению привычных названий полимеров. Например, полиэтилен в соответствии с этой номенклатурой называется полиметиленом, а СПЗ является группа — СН2 —.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
