- polymery
- polys - mnoho
- meros - část
- jsou to látky o vysoké molekulové hmotnosti
- v jejich struktuře se opakuje jeden nebo více stejných strukturních motivů
- monomer
- základní stavební jednotka polymeru
- homopolymer
- látka vystavená z jediného monomeru
- kopolymer
- látka vystavená z více než jednoho monomeru
- polymerační stupeň
- udává počet jednotek v řetězci
Vlastnosti polymerů
- jejich vlastnosti určuje mnoho faktorů
- délka řetězce
- typ monomeru
- substituenty hlavního řetězce
- počet funkčních skupin monomeru
Vznik polymerů
Polymerace
- dochází ke spojení velkého množství monomerů
- každý monomer musí obsahovat dvojnou nebo trojnou vazbu
- od počátku reakce jsou v reakční směsi přítomné monomery i polymery
- iniciátor
- je to látka, která započne reakci
- podle typu iniciátoru dělíme polymeraci na radikálovou a iontovou
Radikálová polymerace
- Iniciace
- reakce je zahájena rozpadem iniciátoru na volné radikály
- $R-R\longrightarrow{2\ R\cdot}$
- Propagace
- radikály iniciátoru napadají molekuly monomeru
- dochází ke vzniku větších a větších radikálů
- Terminace
- terminace probíhá mnoha způsoby
- obvykle je ukončena spojením dvou rostoucích řetězců
- radikálovou polymerací vznikají třeba tyto polymery
Vzorec monomeru | Název monomeru | Vzorec polymeru | Název polymeru |
---|---|---|---|
ethen | polyethen (PE) | ||
styren | polystyren | ||
chlorethen, vinylchlorid | polyvinylchlorid (PVC), igelit, novodur | ||
tetrafluorethen | polytetrafluorethen, teflon | ||
buta-1,3-dien | buna | ||
isopren | kaučuk | ||
chloropren | neopren |
Iontová polymerace
- používají se látky, které jsou schopné v reakcím podlehnout heterolytickému štěpení
- Kationtová polymerace
- katalyzátorem je Lewisova kyselina
- aktivuje mále množství kokatalyzátoru
- je to látka, která je schopna poskytnout proton
- většinou voda nebo alkohol
- je to látka, která je schopna poskytnout proton
- aktivuje mále množství kokatalyzátoru
- probíhájí při nízkých teplotách
- iniciace
- při první fázi se mezi katalyzátorem a kokatalzátorem vytvoří konjugovaná kyselina
- konjugovaná kyselina následně protonizuje monomer
- vhodné jsou monomery, na jejichž uhlíku dvojné vazby je elektrondonorní substituent
- k protonaci dojde na sousedním uhlíku
- vzniká karboniový kation
- propagace
- probíhá adicí karboniového kationtu na molekuly monomeru
- vzniká karboniový kation s větším řetězcem
- terminace
- většinou probíhá přensením náboje na jiný monomer a zakončení dvojnou vazbou
- katalyzátorem je Lewisova kyselina
- Aniontová polymerace
- jako katalyzátor se používají alkalické kovy a jejich hydridy a organokovové sloučeniny
- nejčastěji se používají Ziegler-Nattovy katalyzátory
- iniciace
- disociací katalyzátoru vzniká anion, který atakuje monomer
- vzniká karbaniont
- propagace
- probíhá adicí karbaniontu na molekulu monomeru
- vzniká karbaniont s delším řetězcem
- terminace
- ukončení přídavkem vody nebo alkoholy
- dojde protonaci a řetězec je ukončen
- jako katalyzátor se používají alkalické kovy a jejich hydridy a organokovové sloučeniny
Polyadice
- je to reakce, které se učastní dva různé monomery
- každý monomer musí mít jinou funkční skupinu
- jeden z monomerů musí obsahovat kyselý vodík, který může uvolnit
- druhý monomer proton přijme a oba se spojí v jeden celek
- celý proces se opakuje
- charakteristický je přesun protonu
- polyadicí se vyrábí polyuretan
Polykondenzace
- účastní se jí dva stejné nebo různé monomery
- oba monomery musí obsahovat dvě funkční skupiny
- krom polymerů vznikají i vysokomolekulární kondenzační splodiny
- vetšinou amoniak a voda
- produkty kondenzačních reakcí jsou primárně polyestery a polyamidy
- Polymery vzniklé polykondenzací
- polyethylentereftalát
- tesil, terylen
- je to polymer z dimethyltereftalátu a ethylenglykolu
- nylon 66
- vzniká reakcí kyseliny adipové a hexamethylendiaminem
- vedlejším produktem reakce je voda
- polyethylentereftalát