Общие сведения о полимерах

Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из одного или большего числа составных звеньев. Молекулярная масса (число атомов) полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов.

По происхождению полимеры делятся на природные (белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук) и синтетические (полиэтилен, полиамиды, эпоксидные смолы, полипропилен), получаемые методами полимеризации и поликонденсации.

Большинство природных и искусственных полимеров содержат углерод и являются органическими веществами. Основным нефтехимическим сырьем для производства синтетических полимеров являются природные и попутные нефтяные газы, а также газы нефтепереработки.

Природные газы добывают из газовых залежей, находящихся в толще осадочных пород земной коры, а попутные — из недр земли одновременно с нефтью. Газы нефтепереработки образуются в качестве побочного продукта при термической и каталитической переработке нефтяного сырья.

При реакции полимеризации высокомолекулярные органические соединения (полимеры) образуются из низкомолекулярных (мономеров) без выделения побочных продуктов, поэтому образующиеся полимеры имеют тот же состав, что и исходные вещества.

Методом полимеризации получают такие синтетические полимеры как полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, полиизобутилен, полиакрилаты и другие материалы, используемые при производстве облицовочных синтетических материалов.

При методе поликонденсации процесс образования высокомолекулярных органических соединений (полимеров) из исходных низкомолекулярных веществ (мономеров) сопровождается выделением побочных низкомолекулярных продуктов — воды, водорода, аммиака и др. В связи с этим химический состав образовавшегося синтетического полимера отличается от исходных веществ.

Таким методом получают следующие полимеры: фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, полиэфирные, полиуретановые, эпоксидные, кремнийорганические и др.

По своему отношению к нагреванию полимеры делятся на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопластичные полимеры размягчаются при нагревании и вновь затвердевают при охлаждении, т. е. поддаются многократной переработке. Переработка термопластов включает в себя нагревание исходного полупродукта, придание ему соответствующей формы и дальнейшее охлаждение. К термопластичным полимерам относятся полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и др.

Термореактивные полимеры при нагревании переходят в расплав, а затем отвердевают необратимо. Переработка их в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала. Наиболее распространены термореактивные полимеры фенолформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и карбамидные.

Иногда для получения веществ с определенными заданными свойствами методом полимеризации соединяют между собой молекулы двух или нескольких полимеров. Такие вещества называют сополимерами. Примером сополимера может служить ударопрочный полистирол, получаемый сополимеризацией стирола с мономерами каучуков.

Maтepиaл, представляющий собой композицию поли?мера с различными добавками, находящуюся при формовании изделий в вязкотекучем или высокопластичном состоянии, а при эксплуатации — в стеклообразном или кристаллическом состоянии, называют пластической массой (пластмассой).