Поликонденсация

Есть два типа химических реакций, приводящих к превращению мономеров в полимеры: поликонденсация и полимеризация. Они отличаются химическим строением мономеров, закономерностями протекания процесса и, как правило, свойствами продуктов.

Для поликонденсации необходимы мономеры, содержащие в каждой молекуле не менее двух реакционноспособных групп, например гликоли НО-R-ОН, аминокислоты H₂N-R-СООН, диизоцианаты OCN-R-NCO и т.д. Сам ход процесса поликонденсации постадийный. Одна активная группа одной молекулы мономера реагирует с одной группой другой молекулы - образуется димер опять с двумя активными группами. Например, химический синтез полиэфирного волокна лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля начинается с такой реакции:

Димер реагирует далее с мономером или с димером, давая тример или тетрамер, и т. д. Иногда при таких процессах выделяются низкомолекулярные продукты (вода, аммиак и т.д.), иногда - нет. Прежде выделение побочных низкомолекулярных веществ считали обязательным признаком реакции поликонденсации, но синтез высокомолекулярных соединений - полиуретанов показывает, что этот признак совсем не обязательный:

Если реакцию вести достаточно долго, то теоретически все молекулы, находящиеся в реакционной среде, должны сконденсироваться в одну сверхгигантскую макромолекулу. В действительности так не происходит. Рост молекул прекращается значительно раньше. Причины различные: небольшой избыток одного мономера, наличие примесей, повышение вязкости среды и т.д. Немаловажную роль играет и то, что многие реакции поликонденсации обратимы (см. Обратимые реакции).

Проходя через стадии ди-, три-, тетрамеров и т.д., молекулярная масса продукта нарастает медленно, и высокомолекулярные соединения - полимеры - обычно образуются лишь к концу процесса, при общем превращении 95-99% мономеров. Но зато химики могут приостановить процесс на промежуточной стадии и сформовать изделие сначала из легкоплавких олигомеров, а затем довести реакцию поликонденсации до конца и получить прочный, теплостойкий и нерастворимый продукт (особенно если в синтезе участвуют мономеры с тремя и более функциональными группами). Эта особенность поликонденсации широко используется в промышленности, например при синтезе и формовании пенополиуретанов, фенолоформальдегидных смол и других материалов, на основе которых получают пластические массы и т.п.