Полімеризація - це процес отримання з одного виду вихідних мономерів великої молекули. Отриманий полімер являє собою макромолекулу, яка складається з достатньої кількості повторюваних ланок.

Основні види полімеризації

Відповідаючи на питання про те, що таке полімеризація в хімії, зауважимо, що дана реакція протікає при наявності каталізатора (прискорювача процесу). Гомополімер – високомолекулярна сполука, яку отримують у ході об'єднання однакових вихідних мономерів. Гетерополимер – продукт реакції взаємодії різних вихідних речовин.

Структура полімеру

Враховуючи, що полімеризація - це складний хімічний процес, молекулярна маса отримуваного полімеру може мати різний показник. У високомолекулярних сполуках є «кінцеві групи, що відрізняються від повторюваних фрагментів. Такі групи містяться в структурі полімеру в незначній кількості, тому їх характер не враховують при аналізі хімічних та фізичних властивостей отриманого полімерної речовини.

Катіонна полімеризація

Що таке полімеризація катіонного виду? Протікає цей процес під впливом кислот Льюїса (суміші хлориду алюмінію, фтористого бору, кислот) за механізмом, який аналогічний процесу електрофільного приєднання по кратному (подвійний) зв'язку. На першому етапі відбувається приєднання протона до алкену, в результаті чого утворюється карбокатион. Далі, за рахунок електронного зв'язку, вступає у взаємодію інша молекула алкена, в результаті утворюється карбокатион, має більш довгу ланцюг. Відбувається багаторазове повторення процесу, в результаті чого формується карбокатион, має високу молекулярну масу. Висока ймовірність обриву катіонного центру, що може бути спровоковано відривом від молекули протона.

Приклади

Розглянемо детальніше питання про те, що таке полімеризація в хімії. Приклади подібного процесу наведемо на основі полімеризації ізобутилена. Процес протікає за катіонним механізмом, так як присутні алкільні електродонорние групи.


Формування ланцюга поліізобутилену відбувається так, що утворюється на її кінці максимально стабільний карбокатион. В результаті спостерігається впорядкована приєднання «головою до хвоста». При проведенні хімічної взаємодії, практично без присутності води, спостерігається утворення полімеру, що має довгу ланцюг. Що таке полімеризація цього представника класу ненасичених вуглеводнів? Якщо в якості каталізатора обрана концентрована сірчана кислота, спостерігається після полімеризації освіта суміші двох димерів. Після того як будуть з'єднані між собою дві молекули ізобутилена, відбувається обрив ланцюга. При цьому проміжний комплекс (карбокатион) віддає свій протон воді до того, як вступить у взаємодію з іншою молекулою непредельного алкена.

Анионная полімеризація

Що таке полімеризація аніонного виду? Цей механізм передбачає проведення полімеризації алкена по одному з кінців кратною зв'язку. Полімеризація можлива при атаці молекули алкена певними нуклеофільними реагентами.
Наприклад, амід-аніон вступає у взаємодію з акрилонитратом по подвійний зв'язку, у результаті утворюється карбанион, в якому негативний заряд локалізований між ціанідом і атомом вуглецю. Якщо комплекс виходить стійким, спостерігається приєднання його до наступної молекулі алкена. Обрив зростаючої ланцюга можливий в реакції, що приводить до усунення на кінці вуглецевого ланцюга негативного заряду.

Вільно радикальна полімеризація

Процес полімеризації етилену може протікати при наявності пероксидів (при підвищеному тиску і високій температурі). Обриву ланцюга сприяє процес рекомбінації або диспропорционирования радикалів. У вуглеводневій ланцюжку поліетилену знаходиться кілька структурних ланок етилену. Саме така будова характеризує цінні властивості даного високомолекулярного з'єднання, сприяє його широкому застосуванню при виготовленні в промислових масштабах пакувальної плівки. Крім того, поліетилен необхідний для створення виробів шляхом формування і лиття. У разі вільнорадикального виду полімеризації у нессиметричного алкена зростаючий кінець буде представлений у вигляді стабільного радикала, а процес представлений по типу «голова до хвоста». У ізобутилена і пропілену немає полімеризації за вільнорадикального механізму. Усі полімери, отримані в хімічній промисловості, знаходять своє застосування в різних галузях машинобудування, фармацевтики, медицини. Найпоширенішими полімерами, одержуваними з ненасичених вуглеводнів ряду етилену, є сам поліетилен, а також його гомолог - пропілен.