Polimēri: sintēze un lietojumi

Polimēru molekulas sauc par makromolekulām. Tās veidojas, daudziem monomēriem savstarpēji saistoties. Monomē`ri ir tādas vielas kuru molekulas polimerizējas. Posmus, kas makromolekulā atkārtojas, sauc par elementārposmiem. Elementārposms raksturo polimēra sastāvu un uzbūvi.

Iegūstot sintētiskos lielmolekulāros savienojumus, monomēra atlikumi saistās savā starpā ar kovelentajām saitēm, veidojot garas virknes – makromolekulas. Par makromolekulām parasti sauc molekulas, kur relatīva molekulmasa ir lielāka par 10000. Šo makromolekulu raksturo polimerizācijas pakāpe un polimēra molekulmasa. Palimerizācijas pākāpe dažādiem polimēriem var būt ļoti atšķirīga. Tā atšķiras arī viena un tā paša polimēra molekulām. Polimerizācijas pakape parasti sniedzas simtos un tūkstošos, relatīvā molekulmasa ir ap 105 un lielāka.

Polimerizācijas reakcijas ierosina katalizātori vai speciāli savienojumi – iniciātori. Atkarībā no monomēra uzbūves un iniciātora veida polimerizācija noris pēc radikāļu vai jonu mehānisma.

Polimerizācija noris kā ķēdes reakcija, kurā vispirms rodas dimērs, pec tam trimērs utt.

Polimerizāciju pēc radikāļu mehānisma ierosina savienojumi, kas viegli veido radikāļus, tā aizsākdami ķēdes reakciju.

Ķēdes reakcijas ierosināšana ir polimerizācijas reakcijas lēnakā stadija. Tai seko tūkstošiem reakciju, kuru rezultātā pirmajam radikālim pa vienai pievienojas arvien jaunas monomēra molekulas, un radikālis kļūst garāks.

Polimerizācija pēc jonu mehānisma principā neatšķiras no polimerizācijas pēc radikāļu mehānisma.

Polimerizācijas reakcijas parasti notiek augstā temperatūrā un spiedienā. Reakcijas apstākļi ir atkarīgi no monomēru uzbūves. Polimerizācijas reakcijās neizdalās blakusprodukti. Tāpēc polimēram, ko iegūst polimerizācijas reakcijā, un monomēram, no kura polimērs iegūts, ir vienāds elementsastāvs, bet dažāda uzbūve un molekulmasa.

1)Etilēna radikāļu polimerizāciju veic lielā spiedienā (100 – 300

Tā kā process noris augstā temperatūrā un spiedienā, pieaug

(0,3 – 0,5 MPa) 70...800C temperatūrā piesātinātu ogļūdeņražu

Polietilēns ir termplastisks, ciets, bezkrāsains polimērs. Makromolekulu lineārās uzbūves un lielās lokanības dēļ tas viegli kristalizējas. Polietilēns ar mazu blīvumu ir elastīgāks, no tā ražo iesaiņojamos materiālus. No polietilēna ar lielu blīvumu izgatavo traukus, caurules, elektrovadu izolāciju. Polietilēns ar lielu blīvumu ir izturīgaks pret skābem, sārmiem un organiskajiem šķīdinātajiem. Taču tā sastāvā ir arī toksiski piemaisījumi.

jonu – koordinācijas polimerizāciju veic šķīdumā vai masā 700 ...800 C temperatūrā un nelielā spiedienā – 2,5 ... 3,5 MPa, izmantojot kompleksos metālorganiskos katalizātorus. Šādā veidā iegūst stereoregulāru izotaktisku polimēru ar nelielu ataktiskā produkta saturu.

Izotaktiskais polipropilēns viegli kristalizējas, makromolekulām novietojoties spirālveida konformācijās. Lielā kristāliskuma pakāpe nodrošina polimēram labus fizikāli mehāniskos rādītājus.

polietilēnam. Polipropilēna izstrādajumi iztur 1400 temperatūru, un tos var izmantot sterilizacijas vajadzībām. Toties polipropilēna aukstumizturība ir maza (līdz – 150C).

POLISTIROLS – ir ciets polimērs. No polistirola izgatavo visdažādākos priekšmetus (telefonu, radioaparātu korpusi). Celtniecibā, saldējamās iekartās par siltumizolācijas materiālu izmanto putu polistirolu (stiroporu).

Vinilhlorīda emulsijas polimerizācijas process var tikt realizēts gan periodiski, gan nepārtrauktā shēmā, 40 ... 600C temperatūrā un 0,5 ... 0,8 MPa spiedienā, maisot.