Химические превращения полимеров
Особенности химических реакций с участием высокомолекулярных соединений
Химические превращения полимеров - это реакции, приводящие к изменению состава, строения или степени полимеризации макромолекул. Разнообразные химические превращения высокомолекулярных соединений позволяют значительно модифицировать их свойства, расширить области применения и синтезировать новые классы полимеров, получение которых обычными методами либо невозможно, либо оказывается сложнее, чем химическое превращение готового полимера. Так, например, поливиниловый спирт невозможно синтезировать полимеризацией винилового спирта, поскольку последний в природе не существует. Химические превращения могут осуществляться под влиянием различных химических агентов и физических воздействий, протекать самопроизвольно и направленно.
В химии полимеров различают два типа химических реакций:
Ø реакции звеньев полимерной цепи, в которых каждое звено макромолекулы выступает как самостоятельная реакционная группа. При таких превращениях меняется химическая природа звеньев без заметного изменения степени полимеризации макромолекулы. Такие превращения получили название полимераналогичных. В зависимости от типа протекающей реакции различные полимераналогичные превращения можно представить следующими схемами:
Ø реакции, в которых утрачивается реакционная самостоятельность отдельных звеньев полимерной цепи, и вся макромолекула выступает как единая реагирующая группа. Такие превращения не связаны с существенным изменением химического состава полимера, но всегда приводит к изменению степени полимеризации, а иногда и к превращению линейного полимера в разветвленный или сетчатый. Реакции этого типа получили название макромолекулярных. Все макромолекулярные реакции можно разделить на три основные группы:
|
|
|
а) процессы, сопровождающиеся увеличением молекулярной массы полимера, без образования межмолекулярных химических связей;
б) процессы, связанные со структурированием полимера;
в) различные деструктивные реакции, приводящие к снижению степени полимеризации исходного полимера.
Химические реакции полимеров характеризуются рядом особенностей, отличающих их от реакций низкомолекулярных веществ. На химические превращения макромолекул и свойства полимеров может влиять природа реагента, доступность функциональных групп, эффект соседних звеньев, электростатические, кооперативные, конфигурационные, конформационные и надмолекулярные эффекты, эффекты негомогенной активности.
Макромолекулы полимера по химическому поведению отличаются, вследствие цепного характера, от низкомолекулярных аналогов. Так, в отличие от низкомолекулярных соединений, полимеры способны к реакциям деполимеризации (полиметилметакрилат или полиметиленоксид) и внутримолекулярной циклизации (поливиниловый спирт или полиакрилонитрил)
|
|
|
Эффект соседних звеньев заключается во влиянии прореагировавших функциональных групп в макромолекуле на реакционную способность соседних групп. В результате реакционная способность функциональных групп может изменяться с изменением степени конверсии. Примером такой реакции может служить щелочной гидролиз полиакриламида.
Изменение конфигурации и конформации макромолекул способно влиять на доступность функциональных групп полимера для низкомолекулярных реагентов, а также изменять локальную концентрацию низкомолекулярного реагента вблизи функциональных групп макромолекулы. Отмеченные эффекты могут, как ускорять, так и замедлять реакцию полимера с низкомолекулярными реагентами.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 648; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!