Obținerea polimerilor

Obtinerea polimerilor

-polimerizare

-policondensare

Polimerizarea nA->[-A-]n

Ca monomeri se folosesc specii care contin legaturi duble, legaturi triple, cicluri plane.

Prin polimerizare se desface in legaturi p sau ciclu si apar 2 electroni necuplati care formeaza cate o covalenta intro parte si cealalta cu alti 2 monomeri rezultand lantul macromolecular.

Mecanismul reactiei este in lant radicalic sau ionic.

Policondensarea este o reactie de condensare repetata in cadrul aceluiasisistem chimic. La condensare participa di sau poli functionali.

Daca monomerul contine mai mult de 2 functiunicondensabile se obtin structuri ramificate sau 3D. spre deosebire de polimerizare, policondensarea este insotita de eliminare de molecule mici. Mecanismul este substaitutie sau aditie.

Particularitati de structura ale polimerilor sintetici

-se manifesta in forma geometrica, flexibilitate si microstructuri.

a) forma geometrica: liniari, ramificati, 3D.

Forma geometrica influenteaza proprietatile polimerului. Polimerii liniari pot fi solubili, se pot topi si sunt in unele cazuri reactiv chimic. Polimerii 3D sunt insolubili, infuzibili, au rezistenta mecanica ridicata si inertie chimica.

b)flexibilitate

Polimerii liniari prezinta flexibilitate ca si cauciucul natural. Flexibilitatea scade daca polimerul contine substituenti voluminosi si substituenti polari. Datorita flexibilitatii polimerii adopta conformatii de ghem.

c) microstructuri

Dupa microstructura polimerii se clasifica in amorfi sau cristalini. Cunoasterea microstructurii este importanta ptr a stii in ce domeniu de temperatura polimerul poate fi prelucrat si utilizat.

Polimerii amorfi la incalzire trec prin 3 stari fizice : sticloasa , inalt elastica, fluid vascoasa.

Trecerea de la o stare la alta se face intrun interval de temperatura numit respectiv temperatura de vitrificare, temperatura de curgere. Unele proprietati fizice variaza monoton la trecerea de la o stare la alta. In stare sticloasa polimerii sunt rigizi, in stare inalt elastica sunt flexibile si ghemurile macromoleculare incep sa se desfac iar in stare fluid vascoasa curg.

Polimerii cristalini la incalzire trec prin 2 stari de agregare : solid cristalin, fluid vascos.

Trecerea de la o stare la alta se face intrun interval ingust de temperatura de topire. Proprietatile fizice variaza brusc la temperatura de topire. In stare de solid-cristalin polimerii sunt rigizi, in fluid-vascos curge. Polimerii cristalini pot avea grad de cristalinitate 100% in foarte putine cazuri sau se prezinta ca un amestec de polimeri cristalini si amorfi.

Proprietati ;

-depind de legaturile intra si intermoleculare. Legaturile intramoleculare sunt covalente. Covalentele pot fi nepolare sau polare. Legaturile polare sunt mai reactive decat cele nepolare asadar legaturile intramoleculare influenteaza proprietatile chimice. Legaturile intermoleculare sunt de tip Van der Waals, dipol-dipol, legaturi de hidrogen. Legaturile Van der Waals sunt mai mari decat catena este mai mare. Legaturile dipol-dipol apar daca polimerii sunt polari. Legaturile de hidrogen se stabilesc intre atomi de H ai unei functiuni organice si atomi de O sau N care au dublete electronice neparticipante. Legaturile intermoleculare vor influenta proprietatile fizice ale polimerului.

Proprietati electrice :

-conductivitate electrica

In general polimerii fac parte din categoria izolatorilor electrici deoarece nu contin electroni liberi, ei fiind implicati in covalente puternice. Polimerii nepolari formati numai din legaturi C-C si C-H cum sunt polietena, polipropena pot fi considerati izolatori perfecti. Polimerii polari au o conductivitate electrica putin mai mare decat cei nepolari dar sunt tot dielectrici. Totusi toti polimerii pot prezenta o conductivitate electrica de suprafata si una de volum. Cea de suprafata se datoreaza prelucrarii mecanice incorecte a suprafetei care permite aderarea apei si a impuritatilor ionice fiind electrolit conductor. De asemenea in masa polimerului pot exista impuritati ionice provenite de la sinteza lui, sau grupe polare darfe determina cresterea conductivitatii lui de volum.

-moment de dipol

Legaturile polare sunt caracterizate de un moment de dipol µ=e*d e=sarcina d=distanta

Momentul de dipol total al macromoleculei este o insumare vectoriala a momentelor de dipol ale legaturilor polare. In acest sens policlorura de vinil ar trebui sa aiba un moment de dipol foarte mare continand n legaturi polare C-Cl. In realitate datorita asezarii alternative a atomilor de Cl in structura polimerului momentul de dipol total este 0.

-polirizabilitatea -> reprezinta proprietatea polimerilor slab polari de a se polariza suplimentar in camp electric puternic. De aceea polimerii neconductivi legaturi slab polare pot deveni conductivi in camp electric puternic si isi pierd calitatile de izolator.

-constanta dielectrica -> este cuprinsa intre 2 si 5 caracteristica izolatorilor electrici.

-tensiunea de strapungere -> reprezinta tensiunea maxima care aplicata unor electrozi 9intre care este asezat polimerul determina aparitia unei scantei, deci polimerul este strapuns de campul electric.