¿Qué son los compuestos poliméricos?

Bah. .

Compuestos poliméricos

[Editar este párrafo] Terminología química

Ver polímero.

1 Compuesto Macromolecular: Los llamados compuestos macromoleculares se refieren a aquellos compuestos con un peso molecular relativo superior a 10.000, que están compuestos por muchos átomos o grupos atómicos unidos principalmente por enlaces ***valentes.

Definición: Compuesto orgánico con una masa molecular relativa particularmente grande y unidades estructurales repetidas formadas por miles de átomos unidos entre sí mediante enlaces ***valentes.

Es un compuesto formado por la agregación de moléculas de masa molecular relativa muy elevada, también conocidos como polímeros, macromoléculas, etc. Generalmente, las moléculas con una masa molecular relativa superior a 10.000 se denominan polímeros. Los polímeros suelen estar compuestos por 103 a 105 átomos conectados por enlaces ***valentes. Dado que los polímeros se forman principalmente a partir de moléculas pequeñas mediante reacciones de polimerización, a menudo se les llama polímeros o polímeros, y las moléculas pequeñas utilizadas para la polimerización se denominan "monómeros".

Ejemplos: compuestos poliméricos naturales como celulosa, proteínas, seda, caucho y almidón, así como materiales sintéticos a base de polímeros, como diversos plásticos, caucho sintético, fibras sintéticas, revestimientos y adhesivos. , etc.

Los compuestos poliméricos orgánicos se pueden dividir en compuestos poliméricos orgánicos naturales (como almidón, celulosa, proteínas, caucho natural, etc.) y compuestos poliméricos orgánicos sintéticos (como polietileno, cloruro de polivinilo, etc.). La masa molecular relativa de una molécula puede variar desde decenas de miles hasta millones o más, pero su composición química y estructura son relativamente simples y a menudo están compuestas de innumerables (n) pequeñas unidades estructurales dispuestas de manera repetitiva.

Las moléculas de los compuestos de alto peso molecular (también llamados polímeros) son mucho más grandes que las moléculas de los compuestos orgánicos de bajo peso molecular. Generalmente, la masa molecular relativa de los compuestos orgánicos no excede 1000, mientras que la masa molecular relativa de los compuestos poliméricos puede llegar a 104 a 106. Debido a la gran masa molecular relativa de los compuestos poliméricos, sus propiedades físicas, químicas y mecánicas son muy diferentes de las de los compuestos de bajo peso molecular.

Aunque la masa molecular relativa de los compuestos poliméricos es grande, su composición no es complicada. Sus moléculas suelen estar compuestas de unidades estructurales específicas conectadas varias veces a través de enlaces valentes.

Las cadenas moleculares de un mismo compuesto polimérico contienen diferente número de enlaces, por lo que los compuestos poliméricos son esencialmente mezclas compuestas de muchos compuestos con la misma estructura de enlaces pero diferentes grados de polimerización. ambos son valores promedio.

Los compuestos poliméricos son casi no volátiles y suelen existir en estado sólido o líquido a temperatura ambiente. Los polímeros sólidos se pueden dividir en estados cristalinos y amorfos según sus formas estructurales. Las moléculas del primero están dispuestas de manera ordenada mientras que las moléculas del segundo están dispuestas de manera irregular; El mismo compuesto polimérico puede tener estructuras tanto cristalinas como amorfas. La mayoría de las resinas sintéticas tienen una estructura amorfa.

Los átomos que forman una cadena polimérica están conectados por enlaces ***valentes. Las cadenas poliméricas generalmente tienen dos formas diferentes: tipo de cadena y forma de cuerpo.

Un gran número de compuestos poliméricos utilizados como materiales en el mundo hoy en día se elaboran a partir de compuestos orgánicos de bajo peso molecular utilizando carbón, petróleo, gas natural, etc. como materiales de partida, y luego mediante reacciones de polimerización. Estos compuestos de bajo peso molecular se denominan "monómeros" y los compuestos de alto peso molecular generados por sus reacciones de polimerización también se denominan polímeros. Las reacciones de polimerización generalmente se dividen en dos categorías: polimerización por adición y polimerización por condensación, denominadas polimerización por adición y polimerización por condensación.

La reacción en la que uno o más monómeros se añaden entre sí para formar un compuesto polimérico se denomina polimerización por adición. No se producen otros subproductos durante esta reacción y la composición química del polímero resultante es esencialmente la misma que la del monómero.

La reacción de polimerización por condensación se refiere a una reacción en la que uno o más monómeros se condensan entre sí para formar un polímero y, al mismo tiempo, otros compuestos de bajo peso molecular (como agua, amoníaco, alcohol, haluro de hidrógeno). , etc.) se precipitan. La composición química del polímero producido por la reacción de policondensación es diferente a la de los monómeros. Los polímeros tienen sus propias reglas desde el peso molecular relativo hasta la composición, desde la estructura hasta el rendimiento, desde la síntesis hasta la aplicación. Para sintetizarlo y utilizarlo, primero es necesario establecer algunos conceptos básicos necesarios.

1. Masa molecular relativa de los polímeros

Por lo general, la masa molecular relativa de las moléculas bajas es inferior a 1.000, mientras que la masa molecular relativa de las moléculas altas es superior a 5.000. La gran masa molecular relativa es una característica de los compuestos poliméricos. Es la diferencia más fundamental entre los polímeros y las moléculas bajas. También es la razón básica por la que los materiales poliméricos tienen varias propiedades únicas, como una gravedad específica pequeña, alta resistencia, alta elasticidad y plasticidad. , etc. . El hecho de que sustancias con masas moleculares relativas entre mil y cinco mil sean moléculas bajas o moléculas altas depende de sus propiedades físicas y mecánicas. En términos generales, los compuestos poliméricos tienen mejor resistencia y elasticidad. Los compuestos de bajo peso molecular no lo hacen. En otras palabras, su masa molecular relativa debe ser significativamente diferente de la de los compuestos de bajo peso molecular en términos de propiedades físicas y mecánicas antes de que puedan denominarse compuestos poliméricos.

Aunque la masa molecular relativa de los polímeros es muy grande, su composición química es generalmente relativamente simple. A menudo están compuestos por muchos eslabones de cadena idénticos que se combinan repetidamente con enlaces valentes para formar una cadena polimérica. . Por ejemplo, el cloruro de polivinilo se produce polimerizando muchas moléculas de cloruro de vinilo:

Los compuestos de bajo peso molecular como el cloruro de vinilo que se polimerizan en compuestos de alto peso molecular se denominan monómeros. Las unidades estructurales repetidas (como -CH2-CHCI-) que forman una cadena polimérica se llaman eslabones de cadena. El número de eslabones de la cadena n se llama grado de polimerización. Por lo tanto, la masa molecular relativa de un polímero = grado de polimerización × cantidad de eslabones de la cadena.

Cabe señalar que la tecnología actual para sintetizar polímeros no es tan estricta y precisa como la síntesis de proteínas in vivo, con un cierto orden, estructura y masa molecular relativa, por lo que la cadena de polímero sintético. El grado de polimerización siempre es diferente, es decir, la masa molecular relativa de cada molécula en el mismo compuesto polimérico sintético siempre es diferente (por supuesto, las proteínas sintéticas como la insulina son excepciones). Por lo tanto, los compuestos poliméricos sintéticos son en realidad mezclas homogéneas con diferentes masas moleculares relativas. La masa molecular relativa de los compuestos poliméricos de los que hablamos se refiere a la masa molecular relativa promedio, y el grado de polimerización también es el grado de polimerización promedio. El fenómeno de diferentes masas moleculares relativas en los compuestos poliméricos se denomina polidispersidad (heterogeneidad) del polímero. Este fenómeno no existe en moléculas bajas, pero tiene un gran impacto en el rendimiento de los compuestos poliméricos. En general, cuanto mayor es la dispersión, peor es el rendimiento. La masa molecular relativa y la dispersión son cuestiones que deben controlarse al sintetizar polímeros.

2. Características de los compuestos poliméricos

En comparación con las moléculas bajas, los polímeros tienen las siguientes características:

1. En términos de masa molecular relativa y composición, puede Se puede observar que la masa molecular relativa de los polímeros es muy grande y tiene "polidispersidad". La mayoría de los polímeros se polimerizan a partir de uno o varios monómeros.

2. Desde la perspectiva de la estructura molecular, existen básicamente solo dos tipos de estructuras moleculares de polímeros, una es la estructura lineal y la otra es la estructura corporal. La característica de la estructura lineal es que los átomos de la molécula están conectados entre sí mediante enlaces valencianos para formar una "cadena" larga y rizada (llamada cadena molecular). La característica de la estructura del cuerpo es que hay muchos enlaces valentes positivos entrecruzados entre cadenas moleculares para formar una estructura de red tridimensional. Estas dos estructuras diferentes tienen grandes diferencias en el rendimiento.

1. Desde una perspectiva de rendimiento, los polímeros suelen estar en estado sólido o gel debido a su gran masa molecular relativa y tienen buena resistencia mecánica y porque sus moléculas están compuestas de enlaces valentes que se forman combinando; dos tipos de fibras, por lo que tiene buen aislamiento y resistencia a la corrosión porque su cadena molecular es muy larga y la relación entre la longitud y el diámetro de la molécula es superior a mil, tiene buena plasticidad y alta elasticidad. La alta elasticidad es una propiedad única de los polímeros. Además, la solubilidad, la fundibilidad, el comportamiento de la solución y la cristalinidad también son muy diferentes de las moléculas bajas.

Los puntos anteriores se deben en última instancia a los diferentes patrones de movimiento de los polímeros y las moléculas bajas. Ésta es la razón fundamental por la que los polímeros deberían estudiarse independientemente de la química orgánica ordinaria y convertirse en una nueva disciplina: la química de polímeros.

3. Clasificación y denominación de compuestos poliméricos

Existen muchos tipos de compuestos poliméricos, y existen cuatro métodos principales de clasificación:

1. Clasificación por fuente Los polímeros se pueden dividir en dos categorías: polímeros naturales y polímeros sintéticos.

2. Clasificación según las propiedades del material Los polímeros se pueden dividir en tres categorías: plásticos, caucho y fibras.

Los plásticos se pueden dividir en dos categorías según sus propiedades termofusibles: termoplásticos (como polietileno, cloruro de polivinilo, etc.) y plásticos termoestables (como resina fenólica, resina epoxi, etc.). El primero es un polímero con una estructura lineal que puede ablandarse y fluir cuando se calienta, y puede plastificarse y moldearse repetidamente. Los productos defectuosos y de desecho pueden reciclarse y reprocesarse para convertirlos en productos. Este último es un polímero con una estructura corporal que se solidifica una vez formado. No se puede calentar ni ablandar y no se puede procesar ni formar repetidamente. Por lo tanto, los productos defectuosos y los productos de desecho no tienen valor de reciclaje. La característica única de los plásticos es que tienen buena resistencia mecánica (especialmente los polímeros con estructuras físicas) y se utilizan como materiales estructurales.

Las fibras se pueden dividir en fibras naturales y fibras químicas. Estas últimas se pueden dividir en fibras sintéticas (como fibra de viscosa, fibra de acetato, etc.) y fibras sintéticas (como nailon, poliéster, etc.). Las fibras sintéticas están hechas de polímeros naturales (como fibras cortas de algodón, bambú, madera, cabello, etc.) que se procesan e hilan químicamente. Las fibras sintéticas se sintetizan a partir de materias primas de bajo peso molecular. La característica de la fibra es que se puede hilar para darle formas, tiene buena resistencia y flexibilidad y se utiliza como material textil.

El caucho incluye el caucho natural y el caucho sintético. El caucho se caracteriza por una buena elasticidad y se utiliza como material elástico.

3. Según sus usos, se pueden dividir en polímeros generales, polímeros de materiales de ingeniería, polímeros funcionales, polímeros biomiméticos, polímeros médicos, fármacos poliméricos, reactivos poliméricos, catalizadores poliméricos y polímeros biológicos, etc.

Los "tetraenos" en los plásticos (polietileno, polipropileno, policloruro de vinilo y poliestireno), los "tetrapropileno" en las fibras (nylon, poliéster, acrílico y vinilón), los "tetraenos" en el caucho Los "cuatro cauchos" " (caucho de estireno-butadieno, caucho de butadieno, caucho de isopreno y caucho de etileno-propileno) son todos materiales poliméricos con una amplia gama de usos y son polímeros de uso general.

Los plásticos de ingeniería se refieren a materiales poliméricos con propiedades especiales (como resistencia a altas temperaturas, resistencia a la radiación, etc.). Por ejemplo, poliformaldehído, policarbonato, poliinkstone, poliimida, poliarileno éter, poliaramida, polímeros que contienen flúor, polímeros que contienen boro, etc. son variedades relativamente maduras y se han utilizado ampliamente como materiales de ingeniería.

Las resinas de intercambio iónico, los polímeros fotosensibles, los reactivos poliméricos y los catalizadores poliméricos son todos polímeros funcionales.

Los polímeros médicos y farmacéuticos tienen requisitos especiales en medicina e higiene fisiológica, y también pueden considerarse moléculas con la misma función.

4. Según la estructura de la cadena principal del polímero, se puede dividir en cuatro categorías: polímeros de cadena de carbono, polímeros orgánicos elementales y polímeros inorgánicos.

La cadena principal de los polímeros con cadena carbonada está compuesta por átomos de carbono unidos entre sí. Por ejemplo

Además de átomos de carbono, la cadena principal de los polímeros de heterocadena también contiene otros elementos como oxígeno, nitrógeno y azufre. Por ejemplo:

La cadena principal de polímeros orgánicos elementales no necesariamente contiene átomos de carbono, sino que está compuesta de silicio, oxígeno, aluminio, titanio, boro y otros elementos, pero los grupos laterales son grupos orgánicos. Por ejemplo:

Los polímeros inorgánicos están compuestos por una cadena principal y grupos de cadenas laterales compuestos por elementos o grupos inorgánicos. Por ejemplo:

La denominación sistemática de compuestos poliméricos es relativamente complicada y rara vez se utiliza en la práctica. Es habitual utilizar nombres comunes para polímeros naturales. Los polímeros sintéticos suelen denominarse según el método de preparación y el nombre de las materias primas. Por ejemplo, los polímeros preparados mediante polimerización por adición suelen denominarse con la palabra "poli" delante del nombre de las materias primas. Por ejemplo, el polímero de cloruro de vinilo se llama cloruro de polivinilo, el polímero de estireno se llama poliestireno, etc. Por ejemplo, los polímeros producidos mediante una reacción de policondensación se denominan principalmente añadiendo la palabra "resina" después del nombre simplificado de la materia prima. Por ejemplo, resina fenólica, resina epoxi, etc. Los polímeros de adición a menudo se denominan "resina" antes de convertirlos en productos. Por ejemplo, resina de cloruro de polivinilo, grasa de polietileno, etc. Además, en el comercio las sustancias poliméricas suelen recibir nombres comerciales. Por ejemplo, la fibra de policaprolactama se llama nailon-6, la fibra de tereftalato de polietileno se llama Dolin, la fibra de poliacrilonitrilo se llama fibra acrílica, etc.

Sección 2: La relación entre la estructura y las propiedades de los polímeros

El tamaño de los compuestos poliméricos tiene poco efecto sobre las propiedades químicas de un grupo funcional, ya sea en una molécula pequeña o. una molécula grande reaccionará. La diferencia entre macromoléculas y moléculas pequeñas radica principalmente en sus propiedades físicas, y es precisamente por estas propiedades físicas que los polímeros se pueden utilizar como materiales. A continuación se analiza brevemente la relación entre la estructura y las propiedades físicas de los polímeros.

1. Dos estructuras básicas de los polímeros y sus características de rendimiento

La estructura molecular de los polímeros se puede dividir en dos tipos básicos: la primera es una estructura lineal, que tiene estos compuestos poliméricos. con esta estructura se denominan compuestos poliméricos lineales. El segundo tipo es la estructura de la carrocería. Los compuestos poliméricos con esta estructura se denominan compuestos poliméricos de tipo corporal. Además, algunos polímeros tienen cadenas ramificadas, denominadas polímeros ramificados, que también entran en la categoría de estructuras lineales. Aunque algunos polímeros tienen enlaces cruzados entre cadenas moleculares, hay menos enlaces cruzados. Esta estructura se llama estructura de red y pertenece a la categoría de estructura corporal.

Existen macromoléculas independientes en materiales poliméricos con estructuras lineales (incluidas las ramificadas). Las macromoléculas se pueden separar entre sí en el disolvente de este tipo de polímero o en estado calentado y fundido. En los materiales poliméricos con una estructura corporal (una gran cantidad de enlaces cruzados entre cadenas moleculares), no hay macromoléculas independientes, por lo que no hay significado de masa molecular relativa, solo el grado de enlace cruzado. Las sustancias poliméricas con una estructura de red que rara vez se reticulan también pueden existir como macromoléculas separadas (al igual que los trozos de "redes de pesca" todavía se pueden separar).

Cabe señalar que las dos estructuras básicas anteriores son en realidad simulaciones intuitivas de modelos moleculares de polímeros, y la estructura fina real de las moléculas generalmente no está clara, excepto por unas pocas (como los polímeros orientados).

Dos estructuras diferentes que muestran propiedades opuestas. Debido a que los polímeros con estructuras lineales (incluidas las ramificadas) tienen moléculas independientes, son elásticos y plásticos, pueden disolverse en solventes, pueden fundirse cuando se calientan y tienen baja dureza y fragilidad. Dado que no hay macromoléculas independientes en el polímero de la estructura corporal, no tiene elasticidad ni plasticidad, no puede disolverse ni fundirse, solo puede hincharse y es relativamente duro y quebradizo. Por lo tanto, desde un punto de vista estructural, el caucho sólo puede ser polímeros con una estructura lineal o una estructura de red con poca reticulación, y las fibras sólo pueden ser polímeros lineales, mientras que los plásticos pueden tener polímeros con ambas estructuras.

2. Estado de agregación de los compuestos poliméricos

Las propiedades de los polímeros no sólo están relacionadas con el peso molecular relativo y la estructura molecular del polímero, sino también con la relación entre moléculas, que es decir, estado de agregación relacionado. Polímeros con una misma estructura lineal, algunos son muy elásticos (como el caucho natural), mientras que otros son muy duros (como el poliestireno), debido a sus diferentes estados de agregación. Incluso el mismo polímero tendrá propiedades muy diferentes debido a los diferentes estados de agregación. Por ejemplo, las fibras químicas deben estirarse durante el proceso de fabricación para cambiar el estado de agregación de las moléculas dentro del polímero y organizar sus cadenas moleculares. Más limpio para aumentar la atracción entre las moléculas y hacer que el producto sea más fuerte. Por lo tanto, estudiar el estado de agregación de los polímeros es otro aspecto importante para comprender la relación entre la estructura y las propiedades del polímero.

1. Polímeros en fase cristalina y polímeros en fase amorfa Desde la perspectiva del estado de cristalización, los polímeros de estructura lineal incluyen fase cristalina y fase amorfa. Debido a que la disposición molecular interna del polímero en fase cristalina es muy regular y la fuerza intermolecular es mayor, su resistencia al calor y su resistencia mecánica son mayores que las de la fase amorfa y el límite de fusión es más estrecho. Los polímeros en fase amorfa no tienen un punto de fusión determinado y su resistencia al calor y resistencia mecánica son menores que las de la fase cristalina. Dado que las cadenas moleculares del polímero son muy largas, es muy difícil organizar cada parte de las cadenas moleculares. de manera ordenada, por lo tanto, los polímeros son todos amorfos o parcialmente cristalinos. La región cristalina de un polímero parcialmente cristalino se llama cristalitos; el número de cristalitos se llama cristalinidad. Por ejemplo, los polímeros comunes como el cloruro de polivinilo, el caucho natural y la fibra de poliéster son todos polímeros que pertenecen a la fase amorfa lineal. Sólo unos pocos se obtienen por polimerización direccional, como el polietileno, el poliestireno, etc., que son parcialmente cristalinos. Los polímeros con fases parcialmente cristalinas están compuestos por partes microcristalinas de la fase cristalina incrustadas en la parte amorfa. El propósito del estiramiento de la fibra es disponer la parte amorfa del polímero de manera más regular o enderezar los cristalitos originales en diferentes direcciones a lo largo de la dirección de la fibra. Una vez que las moléculas se organizan de manera más regular, la atracción entre ellas aumenta, lo que hace imposible volver al estado desordenado original. Si la atracción intermolecular no es lo suficientemente fuerte y aún puede volver a su estado amorfo después del estiramiento, se trata de un elastómero (como el caucho). Las cadenas moleculares de las principales fibras sintéticas, como la poliamida (nylon), se unen mediante enlaces de hidrógeno; las moléculas de poliacrilonitrilo (fibra acrílica) y poliéster tienen una fuerte atracción dipolo-dipolo. Es decir, al ser fibra, debe existir una fuerte atracción entre sus moléculas. Debido a que los polímeros cristalinos tienen un alto punto de fusión y una alta resistencia, señalan una dirección importante para mejorar la resistencia mecánica de los materiales sintéticos.

Los polímeros con estructuras corporales, como plásticos fenólicos, resinas epoxi, etc., tienen una gran cantidad de enlaces cruzados entre cadenas moleculares, y es imposible que las cadenas moleculares estén dispuestas de manera ordenada. , por lo que todos son amorfos Para una pequeña cantidad de polímeros de red reticulados, debido al pequeño número de enlaces cruzados, también puede ocurrir una disposición ordenada local entre los segmentos de la cadena. Sin embargo, la atracción intermolecular de esta disposición ordenada local. No es suficiente para mantener este tipo de estado y puede restaurarse fácilmente al estado desordenado original. Por lo tanto, después de vulcanizar el caucho (una pequeña cantidad de reticulación), aún puede mantener una buena elasticidad.

2. Estado de agregación del polímero en fase amorfa lineal El polímero en fase amorfa lineal tiene tres estados físicos diferentes: estado vítreo, estado altamente elástico y estado de flujo viscoso. Así como las sustancias de bajo peso molecular tienen tres estados (sólido, líquido y gaseoso), la naturaleza de los tres estados de los polímeros y los tres estados de las moléculas de bajo peso son diferentes. Los plásticos como el caucho y el cloruro de polivinilo son polímeros de fase amorfa lineal, pero el caucho tiene buena elasticidad, mientras que los plásticos tienen buena dureza. La razón es que se encuentran en diferentes estados a temperatura ambiente. El estado del plástico es vítreo, el estado del caucho es de alta elasticidad y el estado cuando el polímero se calienta para fundir es el estado de flujo viscoso. Las características del estado vítreo son que es difícil de deformar y tiene alta dureza; las características del estado altamente elástico son que es fácil de deformar y tiene alta elasticidad; las características del estado de flujo viscoso son que la deformación puede ocurrir en; voluntad y es fluido. Estos tres estados físicos pueden transformarse entre sí a medida que cambia la temperatura:

Esto significa que a medida que cambia la temperatura, el estado y las propiedades del material también cambiarán. Cuando el plástico se calienta a una determinada temperatura, pasará del estado vítreo al estado altamente elástico, perdiendo las propiedades originales del plástico y aparecerá la alta elasticidad del caucho. Cuando la temperatura continúa aumentando hasta un cierto nivel, pasará del estado de alta elasticidad al estado de flujo viscoso. Para el caucho, si la temperatura se reduce a un nivel lo suficientemente bajo, pasará del estado de alta elasticidad al estado de flujo viscoso. estado de vidrio y pierde la goma elástica y se vuelve tan duro como el plástico. Esto nos dice que al aplicar los tres principales materiales sintéticos, debemos prestar atención a su rango de temperatura de funcionamiento, de lo contrario, los materiales en sí no podrán funcionar como deberían. Por ejemplo, el plástico PVC sólo se puede utilizar a temperaturas inferiores a 75°C. Porque cuando la temperatura es superior a esta, perderá su debida resistencia y se volverá suave y elástica. Cuando la temperatura sea superior (175°C), se derretirá. Otro ejemplo es que el caucho natural tiene una alta elasticidad sólo en el rango de temperatura de -73°C a 122°C. Esto también es cierto, porque cuando es inferior a -73°C, pierde elasticidad y se vuelve tan duro como el plástico. y cuando supera los 122°C, se derrite.

A partir del estudio del estado de agregación, se puede ver que no existe un límite absoluto entre los plásticos de estructura lineal y el caucho de fibra. Los tres estados pueden transformarse entre sí a medida que cambia la temperatura. No existe una diferencia esencial entre plásticos y fibras con estructuras lineales. Por ejemplo, el nailon-6 se procesa para obtener materiales estructurales como placas o tuberías, que es plástico y, cuando se transforma en filamento, es fibra. Tenga en cuenta que la transformación mutua de los tres estados mencionados aquí no es un "cambio de fase".

Debido a la gran cantidad de enlaces cruzados entre las cadenas moleculares, los polímeros con una estructura corporal tienen solo un estado de agregación: el estado vítreo, que se descompone cuando se calienta a una temperatura suficientemente alta.

En resumen, para comprender las propiedades básicas de los polímeros (alta elasticidad, plasticidad, resistencia mecánica, dureza, etc.), debemos partir de la composición, masa molecular relativa, estructura molecular y estado de agregación de los polímeros. Polímero. Analiza varios aspectos. La razón por la que el plástico es difícil de deformar y tiene buena resistencia mecánica es que es un polímero con una estructura lineal o corporal, y sus cadenas y segmentos moleculares no pueden moverse a temperatura ambiente. La razón por la que el caucho tiene buena elasticidad es que es un polímero lineal o raramente reticulado, y la cadena molecular no puede moverse a temperatura ambiente, pero el movimiento de los segmentos de la cadena ocurre fácilmente.

Sección 3 Síntesis de polímeros

Hay dos reacciones más básicas para sintetizar compuestos poliméricos: una se llama polimerización por condensación (denominada polimerización por condensación) y la otra se llama adición. Reacción de polimerización (denominada reacción de polimerización por adición). Las estructuras de los monómeros, los mecanismos de polimerización y los métodos de implementación específicos de estos dos tipos de reacciones sintéticas son diferentes.

1. Reacción de polimerización por adición

La reacción de polimerización por adición se refiere a la reacción en la que uno o más monómeros se sintetizan en un polímero. No se generan sustancias de bajo peso molecular durante la reacción. El polímero generado tiene la misma composición química que la materia prima y su masa molecular relativa es varias veces la masa molecular relativa de la materia prima. La reacción de polimerización por adición que ocurre solo a partir de un monómero se llama reacción de homopolimerización. Por ejemplo, la síntesis de cloruro de polivinilo a partir de cloruro de vinilo:

La polimerización simultánea de dos o más monómeros se denomina reacción de polimerización.

Por ejemplo, la polimerización de estireno y metacrilato de metilo:

El producto de polimerización se llama polímero y su rendimiento suele ser mejor que el de un homopolímero. Por lo tanto, el rendimiento del producto se puede mejorar mediante métodos de polimerización.

La reacción de polimerización por adición tiene las dos características siguientes:

(1) Los monómeros utilizados en la reacción de polimerización adicional son enlaces insaturados y compuestos con enlaces dobles o triples. Por ejemplo, etileno, propileno, cloruro de vinilo, estireno, acrilonitrilo, metacrilato de metilo, etc. son monómeros importantes que se utilizan comúnmente y la reacción de polimerización por adición se produce en enlaces insaturados.

(2) La reacción de polimerización por adición se completa a través de una serie de reacciones de adición mutua entre moléculas de monómero:

Y una vez que ocurre la reacción, avanza rápidamente en forma de reacción en cadena. Bajar para obtener compuestos poliméricos (a menudo llamados polímeros de adición). El crecimiento relativo de la masa molecular es casi independiente del tiempo, pero la tasa de conversión de monómero aumenta con el tiempo.

Las dos características anteriores son las diferencias más básicas entre la polimerización por adición y la polimerización por condensación.

La reacción de polimerización por adición se puede dividir en dos categorías: reacción de polimerización por adición de radicales libres y reacción de polimerización por adición iónica según los diferentes centros activos de reacción.