Что такое мономеры и полимеры

Мономеры полимеризации

Полимеризация – процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера.Молекула мономера, входящая в состав полимера, образует т.наз. мономерное (структурное) звено.Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера приблизительно одинаков.Мономерами являются соединения, содержащие кратные связи, которые способны, раскрываясь, образовывать новые связи с другими молекулами, обеспечивая рост цепей.

Механизм полимеризации

Механизм полимеризации обычно включает в себя ряд связанных стадий:

• инициирование – зарождение активных центров полимеризации;
• рост (продолжение) цепи – процесс последовательного присоединения молекул мономеров к центрам;
• передача цепи – переход активного центра на другую молекулу;
• разветвление цепи – образование нескольких активных центров из одного;
• обрыв цепи – гибель активных центров.

Виды полимеризации

В основу классификации полимеризации могут быть положены различные признаки:

• число типов молекул мономеров:
• гомополимеризация – полимеризация одинаковых мономеров;
• сополимеризация – полимеризация двух и более разных мономеров.

Природа активного центра и механизм процесса:

• радикальная полимеризация – активными центрами являются свободные радикалы;
• ионная полимеризация – активные центры ионы или поляризованные молекулы;
• фазовое состояние мономеров:
• газофазная полимеризация;
• жидкофазная полимеризация;
• твердофазная полимеризация.

Cтруктура области, в которой сосредоточены активные центры:

• объемная полимеризация – полимеризация во всем объёме мономера;
• фронтальная полимеризация – экзотермическая полимеризация в узком фронте, распространяющемся в среде мономера;
• эмульсионная полимеризация – полимеризация на поверхности высокодиспергированных частиц мономера в эмульсии.

Инициаторы полимеризации

Способ инициирования:

• фотополимеризация;
• термическая полимеризация;
• радиационная полимеризация и др..

Структурные особенности полученного полимера:

• стереорегулярная полимеризация – полимеризация с образованием полимеров с упорядоченной пространственной структурой;
• технологические особенности полимеризации:
• полимеризация при высоком давлении и др..

В основе химических превращений полимеров лежит замена одних функциональных групп на другие, что проходит без изменения степени полимеризации.

Что такое полимеры и мономеры?

Одним из важнейших направлений в органической химии является изучение и создание полимерных материалов, из которых сегодня изготавливается множество изделий бытового и промышленного назначения.

Это сложная тема, но разобраться в ней хотя бы в общих чертах необходимо, чтобы лучше понимать свойства и особенности разных видов полимеров.

Что такое мономеры?

В органической химии мономерами принято называть атомы, группы атомов либо небольшие молекулы, которые способны образовывать устойчивые полимерные цепочки. Слово образовано от двух греческих: «моно» — один, единичный, и «мерос» — часть. Чаще всего в качестве мономеров выступают органические вещества – этилен, ацетилен, алкены и т.д.

В качестве примера натуральных мономеров можно вспомнить аминокислоты, которые, полимеризуясь, образуют сложные белковые молекулы. Находящиеся в клеточном ядре нуклеотиды образуют чрезвычайно важные естественные полимеры – нуклеиновые кислоты РНК и ДНК. Но подавляющее большинство полимеров, используемых современной промышленностью, получены всё же путём органического синтеза на химических предприятиях, из акриламида и акриловой кислоты, этилена и ацетилена, винила хлорида и др.

Что такое полимеры?

Слово «полимер» получено из греческих слов «поли» — много и «мерос» — часть. Это химическое вещество, преимущественно органическое, молекула которого состоит из большого количества одинаковых молекулярных отрезков-мономеров.

Полимеры часто называют высокомолекулярными соединениями (ВМС), так как их молекулярный вес чрезвычайно высок и достигает сотен тысяч и даже миллионов единиц. Полимеры образуются в результате химических реакций поликонденсации и полимеризации.

Существует три типа формирования полимерных молекул:

— линейный, когда мономерные отрезки соединены друг с другом в виде длинной цепи двумя связями;

— сетчатый, когда макромолекула образует сетчатую структуру, а каждый мономер связан с другими при помощи трёх или четырёх связей;

— разветвлённый, сочетающий в одной молекуле двухвалентные (с двумя связями) и трёх-четырёхвалентные мономеры.

Линейные и разветвлённые полимеры могут образовывать эластичные плёнки и анизотропные волокна, тогда как сетчатые полимеры отличаются высокой прочностью, твёрдостью и достаточно высокой термоустойчивостью. Но сильный нагрев, до температуры плавления, разрушает сетчатую структуру, после чего она не восстанавливается.

Если же нагревать линейный или разветвлённый полимер, то он превращается в пластичную массу, а после застывания восстанавливает свои свойства, поэтому они пригодны для многоразового использования.

Получение полимеров химическим путём

Полимеры образуются из отдельных мономеров в ходе процессов поликонденсации либо полимеризации. Поликонденсация возможна для мономеров, состоящих из двух или нескольких атомных групп. В макромолекуле полимера, как правило, элементарное звено отличается по составу от исходного мономера.

В ходе реакции некоторые атомы теряются, и из них образуется, помимо полимера, другое вещество. Ярким примером служит поликонденсация капрона из аминокапроновой кислоты, протекающая с выделением молекул воды из «потерянных» атомов водорода и гидроксильной группы.

В процессе полимеризации единичные мономеры соединяются в молекулу полимера целиком, без потери атомов. При этом кратные связи в молекулах мономера преобразуются в одинарные, а валентные электроны вторых связей служат для установления связей между молекулами мономеров. Именно так из этилена образуется полиэтилен.

Природные и синтетические полимеры

Некоторые виды полимеров образуются естественным путём. Примерами натуральных полимеров могут служить таким распространённые вещества, как целлюлоза, крахмал, волокна шерсти, шёлка или хлопка, натуральный каучук, а также все виды белковых соединений.

Большинство видов полимеров получают искусственным путём в ходе полимерного синтеза из дешёвых и доступных видов органического сырья – каменного угля, природного газа, различных фракций нефти и т.д. Это разнообразные пластмассы, синтетические волокна, вспененные материалы, синтетический каучук и т.д.

Многие синтетические полимеры по прочности, химической стойкости, водонепроницаемости и ряду других важных свойств существенно превосходят натуральные материалы. Кроме того, в производстве полимеры намного дешевле природных материалов, поэтому их широко используют во всех сферах промышленности и быта.

Различия между мономером и полимером 2020

Мономер против полимера

В классах химии мы всегда учим основам – атомам и молекулам. Помните, что атомы и молекулы можно классифицировать как мономеры или полимеры? В этой статье мы будем рассматривать различия между мономером и полимером. Между мономером и полимером существуют только небольшие различия. Для быстрого обзора мономер состоит из атомов и молекул. Когда мономеры объединяются, они могут образовывать полимер. Другими словами, полимер состоит из мономеров, которые связаны друг с другом.

«Мономер» происходит от греческого слова «monomeros». «Моно» означает «один», а «мерос» означает «части». Греческое слово «monomeros» буквально означает «одна часть». Для того, чтобы мономеры стали полимерами, они подвергаются процесс называется полимеризацией. Процесс полимеризации связывает мономеры. Примером мономера является молекула глюкозы. Однако, когда несколько молекул глюкозы соединяются вместе, они становятся крахмалом, а крахмал уже является полимером.

Другие примеры мономеров происходят естественным образом. Помимо молекулы глюкозы, аминокислоты являются другими примерами мономеров. Когда аминокислоты подвергаются процессу полимеризации, они могут превращаться в белок, который является полимером. В ядре наших клеток мы также можем найти мономеры, которые являются нуклеотидами. Когда нуклеотиды подвергаются процессу полимеризации, они становятся полимерами нуклеиновой кислоты. Эти полимеры нуклеиновой кислоты являются важными компонентами ДНК. Другим природным мономером является изопрен, и он может полимеризоваться в полиизопрен, который является натуральным каучуком. Поскольку мономеры обладают способностью связывать молекулы вместе, химики и ученые могут обнаружить новые химические соединения, которые могут быть полезны для общества.

Мы упоминали ранее, что полимер состоит из нескольких мономеров. Полимер менее подвижен, чем мономер, из-за большей загрузки комбинированных молекул. Чем больше молекул объединяется, тем тяжелее будет полимер. Хорошим примером может служить этановый газ. При комнатной температуре он может перемещаться в любом месте из-за его легкой композиции. Однако, если молекулярный состав этанового газа удваивается, он станет бутаном. Бутан приходит в виде жидкости, поэтому он не будет иметь такую ​​же свободу передвижения, в отличие от этанового газа. Если вы добавите еще одну группу молекул к бутановому топливу, у нас может быть парафин, который является восковым веществом. Поскольку мы добавляем больше молекул в полимер, тем более твердым оно становится.

Когда полимеры становятся достаточно прочными, у них есть несколько применений в таких отраслях, как автомобильная промышленность, спортивная промышленность, обрабатывающая промышленность и другие. Например, полимеры могут использоваться в качестве адгезивов, пенопластов и покрытий. Мы также можем найти полимеры в нескольких электронных устройствах и оптических устройствах. Полимеры также полезны в сельскохозяйственных условиях. Поскольку полимеры состоят из нескольких химических соединений, их можно использовать в качестве удобрений, чтобы лучше стимулировать рост растений.

Поскольку мономеры непрерывно объединяются для образования полимеров, в нашем обществе существует бесконечное использование полимеров. С сформированными химическими веществами и материалами мы можем обнаружить и разработать более пригодные для использования материалы.

Мономер состоит из атомов и молекул. Когда мономеры объединяются, они могут образовывать полимер.

Полимер состоит из мономеров, которые связаны друг с другом.

Процесс полимеризации связывает мономеры.

Примерами мономеров являются молекулы глюкозы. Если они подвергаются процессу полимеризации, они становятся крахмалом, который является полимером.

Полимер менее подвижен, чем мономер, из-за большей загрузки комбинированных молекул. Чем больше молекул объединяется, тем тяжелее будет полимер.

И поскольку мы добавляем больше молекул в полимер, тем более твердым оно становится.

Источники:

http://lkmprom.ru/clauses/entsiklopediya/polimerizatsiya-/

http://www.vseznaika.org/chemiks/chto-takoe-polimery-i-monomery/

http://ru.esdifferent.com/differences-between-a-monomer-and-a-polymer