Классификация полимеров

Полимеры, построенные из, одинаковых мономеров, называются гомополимерами.

Полимерные соединения, цепи которых содержат несколько типов мономерных звеньев, называются сополимерами. Если в молекулах сополимеров остатки мономеров располагаются в цепи беспорядочно, по закону случая, то такие сополимеры называются статистическими (нерегулярными), если же расположены регулярно, то - регулярными.

Сополимеры, в которых звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности (блоки), называются блок-сополимерами. Сополимеры, главная цепь которых состоит из одних мономеров а боковые ответвления - из других, называются привитыми сополимерами.

По принципу соединения остатков мономеров в макромолекуле полимеры делятся на линейные, разветвленные и сетчатые (пространственные).

Лилейными называются полимеры, макромолекулы которых представляют собой длинные цепи с очень высокой степенью ассиметрии. Если остатки мономеров обозначить буквами А и В; то формулу линейного полимера можно схематически записать следующим образом:

...-А-А-А-А А-... или ...-В-В-В-В-В-... -линейные гомополимеры

...-А В-А В-А-В А-В-... - линейный регулярный сополимер

В разветвленных полимерах главная или основная длинная цепь соединен с боковыми ответвлениями (боковыми цепями), причем число этих ответвлений и их длина могут изменяться в очень широких пределах:

Сетчатыми или пространственными называются полимеры, построенные из длинных цепей, соединенных друг с другом в трехмерную сетку поперечными химическими связями. По строению главной цепи все полимеры делятся на гомоцепные и гетероцепные.

Гомоцепными называются полимеры, главные цепи которых построены из одинаковых атомов, например из атомов углерода, серы, фосфора и т.д. Если главная цепь макромолекулы построена только из атомов углерода, то такие полимерные соединения называются карбоцепными.

Гетероцепными называются полимеры, главная цепь которых построена из различных атомов, например:

Полимеры по химическому строению повторяющегося звена делятся на органические, неорганические и элементоорганические.

Органические полимеры содержат в главной цепи атомы углерода, а также кислорода, азота и серы. В боковые группы могут входить водород, галогены, соединенные непосредственно с углеродом, или атомы других элементом, непосредственно соединенных с углеродом основной цепи. Неорганические полимеры состоят и; неорганических атомов и не содержат органических боковых радикалов. Элементоорганические полимеры - это соединения, макромолекулы которых наряду с атомами углерода содержат неорганические фрагменты.

По происхождению полимеры делятся на природные, искусственные и синтетические. К природным полимерам относятся натуральный каучук и гуттаперча, целлюлоза, крахмал, белки, нуклеиновые кислоты. Ассортимент природных полимеров не очень велик. Искусственные полимеры получают из природных полимеров (обычно из целлюлозы) путем химической модификации их. К ним можно отнести различные химические волокна. Синтетические полимеры синтезируются из мономеров (полиэтилен, полистирол).

В пределах одной макромолекулы звенья, имея одинаковые химические строения, могут различаться по своему пространственному строению и способу присоединения.

Натуральный каучук и гуттаперча построены из одинаковых элементарных звеньев, но имеют различное пространственное расположение, т.e. различные конфигурации. Для каучука характерно цис-положение заместителей по отношению к плоскости двойной связи, для гуттаперчи -транс положение.

В полимерах -монозащищенного этилена типа (CH₂-CНR-)_n радикалы-заместители R в молекулярной цепи также могут располагаются различно.

Молекулы мономера могут соединяться но типу а, а ("голова к голове" ) и ( "хвост к хвосту").

Присоединение молекул мономера может идти по смешанному типу, т.е. в макромолекуле могут быть присоединения как по типу а,а ( ) так и по типу .

Вторым типом конфигурационной изомерии является L и D изомерия, обусловленная ассиметричностью атома углерода в виниловых полимерах.

Если заместители расположены на одну сторону плоскости основной цепи (ассиметрические атомы углерода имеют или D или L конфигурацию), то такие полимеры называются изотактическими, если заместители расположены по разные стороны плоскости (ассиметрические атомы углерода D и L - конфигурации чередуются попеременно) - синдиотактическими, и когда заместители ориентированы нерегулярно (ассиметричные атомы D и L - конфигурации чередуются беспорядочно) атактическими.

Изотактические и синдиотактические полимеры называются стереорегулярным полимерами. Атактическай полимер относится к нерегулярному

Особенности номенклатуры полимеров.

По исторически оформившейся рациональной номенклатуре название полимера складывается из названия мономера и приставки "поли". Концевые группы при большой молекулярной массе полимеров во внимание не принимают и пишут химические формулы без них, например:

Номенклатура полимеров по систематической номенклатуре ИЮПАК основана на выделении и названии составного повторяющего звена (СПЗ), многократным повторением которого образован полимер. Для названия полимера по номенклатуре ИЮПАК необходимо придерживаться следующей последовательности действий: 1) идентифицировать СПЗ; 2) ориентировать СПЗ должным образом; 3) назвать СПЗ

В таблице 1-1 приведены систематические названия некоторых наиболее широко используемых полимеров; для них правило ИЮПАК допускает применение и укоренившихся названий по рациональной номенклатуре.

Таблица 1-1. Названия некоторых регулярных линейных полимеров

Формула СПЗ	Название по номенклатуре
рациональной	Систематической
	Полиэтилен     Полипропилен   Полиизобутилен   Полибутадиен     Полиизопрен   Полистирол   Полиакрилонитрил   Поливиниловый спирт   Поливинилацетат   Поливинилхлорид     Поливинилиденфторид   Политетрафторэтилен	Полиметилен     Полипропилен   Поли-1,1-диметилэтилен   Поли-1-бутенилен     Поли-1-метил-1-бутенилен   Поли-1-фенилэтилен   Поли-1-цианоэтилен   Поли-1-гидроксиэтилен   Поли-1-ацетоксиэтилен   Поли-1-хлорэтилен     Поли-1,1-дифторэтилен   Полидифторметилен

Продолжение таблицы 1.1

Формула СПЗ	Название по номенклатуре
рациональной	систематической
6 4 1 3         -ОС Н2СН2	Полиметилакрилат   Полиметилметакрилат   Поливинилбутираль   Полиформальдегид   Полиэтиленоксид, полиэтиленгликоль   Полифениленоксид     Полиэтилентерефталат   Поли-е-капроамид     Полигексаметиленадипамид   Поли-n-фениленизофталамид	Поли-1-метоксикарбонилэтилен   Поли-1(метоксикарбонил)-1-метилэтилен     Поли-(2-пропил1,3-диоксан-4,6-диил) метилен     Полиоксиметилен   Полиоксиэтилен     Поли-окси-1,4-фенилен     Полиоксиэтиленокситерефталоил (полиоксиэтиленокси-1,4-диоксофенилен)   Полимино-(6-оксогексаметилен)     Полимино-(1,6-диоксогексаметилен) иминогексаметилен или адиполилиминогексаметилен     Полимино-(1,3-диоксофенилен)-1,4-иминофенилен или полиимино(изофталоил)-1,4-иминофенилен