Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




предыдущая главасодержаниеследующая глава

4. Механизм реакции полимеризации

До сих пор мы с помощью структурных формул и уравнений изображали лишь упрощенные схемы реакций полимеризации, но не изображали их механизма, т. е. тех процессов, которые протекают при этом в действительности.

Механизм многих реакций полимеризации заключается в том, что растущая молекула полимера от начала своего образования и до окончания роста представляет собой радикал, т. е. весьма реак-ционноспособную частицу, которая присоединяет к себе все новые и новые молекулы мономера. Радикалы, с которых начинается реакция, образуются под воздействием света, тепла или специальных веществ - инициаторов.

Рассмотрим процесс полимеризации непредельного соединения типа (где R - атом или группа атомов, замещающая в этилене атом водорода) в присутствии инициатора.

Инициаторы - это неустойчивые соединения, способные распадаться с образованием свободных радикалов. В качестве инициатора часто используют перекисные соединения*. Обозначим одновалентный радикал, образующийся при распаде перекисного соединения, через А-. Такой радикал, обладая свободной единицей валентности, соединяется с молекулой мономера, образуя более крупный радикал:

*(Строение перекисей характеризуется наличием в их молекулах "кислородных мостиков" -О-О-. Такой "мостик" неустойчив и легко разрывается. Часто для проведения реакций полимеризации применяют перекись водорода Н-О-О-Н или перекись бензоила, которые соответственно распадаются на радикалы НО- и С6Н5OO-.)

Этот радикал в свою очередь соединяется с новой молекулой мономера:

Процесс роста молекулы идет, однако, не бесконечно. Он прекращается, когда растущий радикал сталкивается с другим радикалом (возникшим при полимеризации или образовавшимся из перекиси). Тогда за счет взаимного насыщения свободных единиц валентности радикалы соединяются, и образующаяся молекула оказывается неспособной к дальнейшему росту:

Части молекулы инициатора (его радикалы) входят в состав макромолекул полимера в качестве концевых групп; таким образом, инициатор в отличие от катализатора расходуется в процессе реакции.

Реакции, механизм которых показан выше, называют реакциями цепной полимеризации (по аналогии с тем, как образуются цепи путем последовательного наращивания звеньев). Механизм цепных реакций открыт и детально изучен академиком Н. Н. Семеновым, удостоенным за свои научные труды Нобелевской премии.

Зная электронное строение атомов, мы можем объяснить механизм цепной полимеризации следующим образом. Двойная связь в молекуле мономера, как известно, осуществляется двумя парами электронов, причем одна из связей менее прочная и сравнительно легко разрывается. Свободная единица валентности у радикала - это не что иное, как непарный электрон. Когда радикал сталкивается с молекулой, имеющей двойную связь, непарный электрон его действует на менее прочную электронную пару так, что она разрывается и электрон радикала образует пару с одним из электронов двойной связи (устанавливается прочная простая связь), а второй электрон бывшей двойной связи остается свободным, в результате чего вся частица снова становится радикалом:

Подобный процесс протекает и дальше, пока свободный электрон радикала не образует устойчивую пару с электроном другого радикала.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



ИНТЕРЕСНО:

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'