Експертиза пластичних мас - Посібник (Пономаренко Г.О.)

1.1. загальна характеристика полімерів

Полімерами (від давньогр. poly — багато, meros — складова частина) називають високомолекулярні з'єднання, молекули яких складаються з великої кількості однакових або різних груп атомів, сполучених хімічними зв'язками, що повторюються.

Полімери одержують шляхом взаємодії (полімеризації або поліконденсації) мономерів — низькомолекулярних речовин. Молекули цих речовин завдяки наявності ненасичених зв'язків (подвійних, потрійних) або хімічно активних груп здатні вступати в реакцію одна з одною. Молекули полімерів називають макромолекулами, тобто великими, довгими. Вони складаються з основного і бічного ланцюгів, причому довжина останнього значно менша від основного.

У структурі макромолекул розрізняють елементарні ланки і сегменти.

Елементарні ланки — це невеликі угрупування атомів, які є основними структурними одиницями макромолекул, що багато разів повторюються. Наприклад, елементарною ланкою в макромолекулі полістиролу є:

 

...—СН2—СН2—...,

 

С6Н5

яка є залишком мономеру.

Проте склад мономеру і елементарної ланки співпадають тільки для полімерів, які виробляються за допомогою реакції полімеризації і не співпадають для виробів, одержуваних шляхом поліконденсації, оскільки під час поліконденсації виділяються низькомолекулярні продукти.

Сегментами називають ділянки макромолекул з декількох ланок, що мають властивості окремої макромолекули.

У зв'язку з великою довжиною макромолекули, на письмі вказують тільки сумарну формулу, яка включає елементарну ланку і ступінь полімеризації. Наприклад, сумарна формула поліпропілену виглядає так:

 

Якщо молекула полімеру складається з повторюваних однакових ланок (одного типу), то такі полімери називають гомополімерами (від давньогр. homos — однаковий). Наприклад: -А-А-А-А-А" (-А- — умовне позначення елементарної ланки).

На відміну від гомополімерів, молекули так званих співполімерів містять декілька типів елементарних ланок, причому ці ланки розташовуються в молекулярному ланцюзі нерегулярно, так що прийнято виділяти три основні моделі — за схемою а, схемою б і схемою в, які відображено на рис. 1.

 

Рис. 1. Три схеми співполімерів

Співполімеризація дозволяє до ланцюгоподібної макромолекули одного складу приєднати (прищепити) бічні полімерні ланцюги іншого складу і, таким чином, одержувати щеплені співполімери, а отже — змінювати хімічні, термічні, механічні та інші властивості в потрібному напрямку.

Наприклад, прищепивши до гідрофобних полімерних ланцюгів поліетилену бічні ланцюги з функціональними групами (-ОН, -СООН та ін.), підвищують гігроскопічність, забарвлюваність та інші показники споживчих властивостей.

Полімери високого ступеня полімеризації (500>п>300) і молекулярною масою вище 5103 ×називають високополімерами (скорочено — просто полімерами), низького ступеня — олігомерами (давньогр. oligos — мало).