Список тематических статей

СОПОЛИМЕРЫ

Понятие и виды сополимеров

Высокомолякулярные соединения, полимеры, макромолекулы которых включают звенья различных мономеров называются сополимерами. Порядок расположения разных мономерных звеньев в сополимере определяет его разновидность. Различают статистические и регулярные сополимеры, кроме них существуют привитые и блок-сополимеры.

Статистические или нерегулярные имеют неупорядоченное расположение мономерных звеньев, которое в общем виде можно обозначить как: ABBAABABBB... и т.д. Регулярный сополимер обладает упорядоченным чередованием звеньев, которые чаще всего чередуются так: ABABABAB... и т.д. Сополимеры привитые и блоксополимеры обычно обладают большим количеством одинаковых полимерных блоков. Причем каждый блок может в свою очередь включать в состав один или несколько разных типов мономерных звеньев.

Рис.1. Формула регулярного сополимера этилена с винилацетатом

Привитые сополимеры имеют основную полимерную цепь и дополнительные ответвления, представляющие собой цепи прочих мономеров той или оной длины. Такие материалы производят для целенаправленной модификации качеств основного полимера. Как правило, привитой сополимер досинтезируется из заранее полученной цепи главного полимера. Побочные полимерные цепи присоединяются к основной двумя механизмами:

1. В реакционную смесь вводится мономер, и создаются условия для его полимеризации и соединения с основной цепью макромолекулы.

2. В систему вводится олигомер (низкомолекулярная полимерная цепь), который прививается к базовой цепи через промежуточную функциональную группу.

Получение

Описываемые сополимерные материалы синтезируют различными методами, характерными и для выпуска классических полимеров, состоящих из монотипа звеньев. Это методы сополимеризации и сополиконденсации мономеров. При этом нерегулярные, чередующиеся регулярные и привитые материалы производят как правило по механизму радикальной сополимеризации. В свою очередь блоксополимеры синтезируют чаще при помощи анионной сополимеризации и сополиконденсации.

Свойства

Характеристики статистических сополимеров, в случае если количество различных звеньев в полимере различается не радикально, обычно составляют нечто среднее между свойствами соответствующих гомополимеров.

При этом стат-сополимеры, имеющие гораздо большее количество мономерных звеньев одного вида, чем другого, обладают характеристиками подобными чистому полимеру, звеньев которого больше. Важно, что мономеры, имеющиеся в меньших количествах, также влияют на качества сополимера в качестве своеобразных модификаторов свойств. Например, введение от 15 до 20 процентов акрилонитрила дают бутадиеннитрильному каучуку важную особенность высокой маслостойкости. Также внесение второго мономера в небольших количествах применяется для внутренней пластификации материала. Это приводит к понижению температуры стеклования и улучшению перерабатываемости полученного сополимера. В качестве модификатора поверхностных свойств часто используется прививка мономерных звеньев из газовой фазы по механизму радиационно-химического инициирования.

В отличие от статсополимеров, которые по характеристикам подобны гомополимерам, привитые сополимеры и «блоки» больше напоминают смеси полимеров и могут также иметь свои уникальные свойства. Например, на базе блоксополимеров, включающих блоки различной степени гибкости производятся ударопрочные пластмассы, такие как АБС (ABS), а также различные ТЭПы. Привитые сополимеры имеют полезное свойство аддитивности: их физико-механические свойства зависят от качеств основной полимерной цепи, и от привитых цепей.

Популярные сополимеры

В больших количествах выпускаются сополимеры диенов, например каучуков, с акрилонитрилом, стиролом, и другими мономерами. Среди них и среди бездиеновых сополимерных материалов существует большое количество стирольных пластиков, например упоминавшийся уже ABS, а также SAN, ASA и прочие высокотехнологичные и хороши перерабатываемые сополимеры с полезными свойствами.

Рис.2. Популярные «полипропиленовые» трубы на самом деле сополимерные

Более всего на сегодняшний день используются сополимеры этилен-пропиленовые, которые синтезируются по механизму анионной полимеризации и в быту относятся к классу полипропиленов, например «полипропилен блок-сополимер» или «полипропилен рандом(стат)сополимер». Такие материалы используются для производства труб, пленок, профилей, электроизоляции и для выпуска большого количества литьевых изделий из пластмасс.