Химические реакции полимеров

По итогам изучения данной главы студенты должны:

знать

• — основные отличия реакций на полимерах от аналогичных реакций низкомолекулярных веществ;
• — основные эффекты полимераналогичных реакций;
• — типы реакций деструкции полимерных молекул;
• — основные реакции сшивания макромолекул;
• — реакции, протекающие в полимерах при нагревании, окислении и действии излучений;

уметь

• — оценивать вклад тех или иных взаимодействий при химических превращениях полимеров;
• — выбирать метод повышения или понижения устойчивости полимерных молекул к деструкции;
• — выбирать метод сшивания исходя из строения макромолекул;

владеть

• — навыками эксперимента по полимераналогичным превращениям;
• — приемами оценки кинетических параметров полимераналогичных превращений.^[1][2]

мов или групп (хлорирование или сульфохлорирование полиэтилена).

• 2. Осуществлением химических превращений в процессе переработки полимеров в изделия (вулканизация каучуков, отверждение полимерных покрытий, получение композиционных материалов).
• 3. Выявлением возможных условий использования полимеров и материалов на их основе, т. е. необходимостью изучения устойчивости полимеров к воздействию окисления, влажности, излучений или агрессивных сред, а также прогнозированию срока их эксплуатации и продлению его направленными воздействиями (введение стабилизаторов, модифицирующих добавок).

Исследование химических реакций полимеров базируется, с одной стороны, на основных представлениях органической химии о свойствах и превращениях тех или иных функциональных групп и химических связей, а с другой — на учете специфики, которую вносит в эти превращения полимерная природа реагента.

Химические превращения полимеров условно подразделяются на следующие основные типы:

• • реакции в боковых или основных цепях макромолекул, не приводящие к изменению их длины {полимераналогичные превращения);
• • реакции деструкции, сопровождающиеся разрывом макромолекул под действием различных факторов (нагревание, облучение п т.п.) или химических агентов;
• • реакции, приводящие к соединению (сшиванию) макромолекул друг с другом с образованием разветвленной или пространственной сетчатой структуры трехмерного полимера.

Условность этого деления химических превращений полимеров состоит в том, что в реальных случаях каждый из указанных трех типов реакций в чистом виде встречается сравнительно редко. Чаще полимераналогичные превращения сопровождаются частичной деструкцией цепей или их сшиванием, а многие процессы идут с одновременной деструкцией и сшиванием макромолекул (например, окисление), причем соотношение этих реакций можно регулировать изменением условий.

• [1] Способность полимеров к химическим превращениям определяется природой связей, образующих основную и боковые ценимакромолекул, а также наличием в их составе тех или иных функциональных групп. Практическая важность этого раздела химиивысокомолекулярных соединений обусловлена тремя основнымипричинами.
• [2] Возможностью синтеза одного полимера из другого путемхимического превращения (синтез поливинилового спирта из поливинилацетата — с. 28, получение полиимидов из полиамидо-кислот — с. 458), синтезом сополимеров путем химического превращения гомополимеров (например, получение сополимераметилметакрилата и метакриловой кислоты частичным гидролизом полиметилметакрилата), а также возможностью химическоймодификации полимеров введением в их состав различных ато-