20. Полимеризация. Полимеризационни материали

Полимеризацията е химичен процес за получаване на полимери чрез навързване на голям брой еднакви или различни нискомолекулни вещества, съдържащи сложни връзки или нестабилни пръстени:

; -СС-; ; ; -CHO, -NH₂, -COOH и други.

В полимеризацията участват мономери, които съдържат сложни връзки или нестабилни пръстени. Свързването на мономерните звена в макромолекулата става чрез ковалентна връзка. Елементният (качественият) и стехиометричният състав на мономера и полимера са еднакви, но е различен количественият им състав. Молекулната маса на полимера е кратна на тази на мономера. Реакцията е практически необратима. Полимерите са термопласти, с линейна или слабо разклонена структура на макромолекулите:

(етилен) nCH₂=CH₂ (-CH₂-CH₂-)_n (полиетилен)

(етиленов оксид) (-CH₂-CH₂-O-)_n (полиоксиетилен)

n степен на полимеризация. Тя е свързана с молекулната маса на полимера: М_{полимера}=n.М_{мономера}. Колкото е по-висока степента на поляризация, толкова е по-голяма молекулната маса.

Видове полимеризация:

-съвместна полимеризация или съполимеризация;

-според технологичните методи за провеждане на процеса: блокова полимеризация, полимеризация в разтвор, в емулсия, в суспензия, в газообразно състояние и др.

-според механизма на протичане: степенна и верижна.

ПОЛИЕТИЛЕН (-CH₂-CH₂-)_n Мономерът, от който се получава е въглеводород-етилен CH₂=CH₂. Етиленът е ненаситен въглеводород със симетрично построена (неполярна) молекула => трудно полимеризира:

nCH₂=CH₂ (-CH₂-CH₂-)_n

В зависимост от условията на полимеризация се получават 3 вида полиетилен. Полиетиленът, получен при високо налягане и висока температура, е мек и еластичен материал, с ограничена разтворимост в органични разтворители. Той има силно разклонена макромолекула. По другите два метода се получава полиетилен с по-висока твърдост, по-висок температурен интервал на омекване, по-голяма кристалност, по-голяма молекулна маса.

Полиетиленът представлява восъкоподобно вещество. Той е корозионноустойчив материал. Физичните му свойства с електричните му характеристики зависят от наличието на влага. Полиетиленът се използва при температура от минус 60^о до 100^оС. Над тази температура се окслява. Под действието на радиоактивни лъчи, се помижава еластичността и якостта му на удар, а се подобрява топлоустойчивостта. Недостатък: бързото му стареене под действието на светлина, топлина и окислители.

ПОЛИПРОПИЛЕН (-CH₃.CH-CH₂)_n Полипропиленът е газ, който полимеризира по-лесно от етилена. В зависимост от условията на полимеризация могат да се получат маслообразни, каучукоподобни или твърди, кристални продукти. Полипропиленът има по-висока топлоустойчивост, устойчивост на разкъсване, на удар и по-висока твърдост от полиетилена. Диелектричните свойства на полипропилена са