Полимеризация полимеров. Основные стадии процесса

Полимеризацией называют процесс образования макромолекул путем последовательного присоединения молекул мономеров М к активному центру М* растущей макромолекулы. При этом активный центр переходит во вновь

присоединившееся звено:

М* + М1→М – М1*

М – М1* + М2→М-М1 – М2*

М…….Мn* + М →М…….Мn – М*n+1

Различают гомо- и сополимеризацию.

Гомополимеризация – это реакция соединения нескольких (n) молекул одного полимера.

n М →[ - M - ]n

В сополимеризации участвуют молекулы двух (или более) мономеров и образуется статистический или блок – сополимер:

Процесс полимеризации включает следующие основные стадии: образование активных полимеров, рост цепи, передача цепи, обрыв цепи.

Образование активных центров протекает при взаимодействии инициатора или катализатора с мономером. Эта стадия характеризуется низкой скоростью, требует затраты энергии.

Рост цепи происходит путем присоединения молекул мономера к активныи центрам с передачей активного центра на присоединившуюся молекулу. Эта стадия обычно идет быстро и сопровождается выделением энергии.

Обрыв цепи происходит вследствие дезактивации активных центров, в результате которой рост данной макромолекулы прекращается.

Обрыв цепи осуществляется двумя путями:

путем уничтожения активного центра Мn*, его перехода в неактивное состояние

Мn* → Mn

и передачей цепи с одного активного центра на другую молекулу мономера с превращением ее в новый растущий активный центр:

Mn* + M → Mn + M*

Чем выше скорость роста цепи и ниже скорость обрыва, тем больше молекулярная масса полимера.

Активными центрами цепной полимеризации могут быть свободные радикалы, ионы, ион-радикалы, при этом различают радикальную и ионную полимеризацию. Для протекания процесса полимеризации молекула мономера должна содержать кратные связи, неустойчивые циклы или реакционноспособные функциональные группы.