Apraksts:

Vārds “polimērs” ir cēlies no grieķu vārdiem poli – daudz un meros – daļa. Polimēri jeb lielmolekulārie savienojumi ir savienojumi, kuriem ir liela molekulmassa. Pirmo reizi polimēru ieguva 1907. gadā, šis polimērs bija bakelīts.

Darbs:

Visus lielmolekulāros savienojumus pēc izcelsmes var iedalīt trīs lielās grupās:
1)Dabiskie -kaučuks, celuloze, proteīni, nukleīnskābes
2)Mākslīgie – gumija, celuloīds, viskoze
3)Sintētiskie – polietilēns, kaprons, bakelīts,
epoksīdsveķi.
Polimēru molekulas sauc par makromolekulām. Tās veidojas, daudziem monomēriem savstarpēji saistoties. Monomē`ri ir tādas vielas kuru molekulas polimerizējas. Posmus, kas makromolekulā atkārtojas, sauc par elementārposmiem. Elementārposms raksturo polimēra sastāvu un uzbūvi.
Iegūstot sintētiskos lielmolekulāros savienojumus, monomēra atlikumi saistās savā starpā ar kovelentajām saitēm, veidojot garas virknes – makromolekulas. Par makromolekulām parasti sauc molekulas, kur relatīva molekulmasa ir lielāka par 10000. Šo makromolekulu raksturo polimerizācijas pakāpe un polimēra molekulmasa. Palimerizācijas pākāpe dažādiem polimēriem var būt ļoti atšķirīga. Tā atšķiras arī viena un tā paša polimēra molekulām. Polimerizācijas pakape parasti sniedzas simtos un tūkstošos, relatīvā molekulmasa ir ap 105 un lielāka.


2
Polimerizācijas reakcijas un to produkti.

Polimerizācijas reakcijās polimēra molekula veidojas, monomēru molekulās pārtrūkstot  saitēm un šīm molekulām pakāpeniski savienojoties garās virknēs. Polimerizācija ir ķēdes reakcija.
Polimerizācijas reakcijas izejviela ir nepiesātināts monomērs.
Polimerizācijas reakcijas ierosina katalizātori vai speciāli savienojumi – iniciātori. Atkarībā no monomēra uzbūves un iniciātora veida polimerizācija noris pēc radikāļu vai jonu mehānisma.
Polimerizācija noris kā ķēdes reakcija, kurā vispirms rodas dimērs, pec tam trimērs utt.

Polimerizācija pēc radikāļu mehānisma.

Polimerizāciju pēc radikāļu mehānisma ierosina savienojumi, kas viegli veido radikāļus, tā aizsākdami ķēdes reakciju.
Ķēdes reakcijas ierosināšana ir polimerizācijas reakcijas lēnakā stadija. Tai seko tūkstošiem reakciju, kuru rezultātā pirmajam radikālim pa vienai pievienojas arvien jaunas monomēra molekulas, un radikālis kļūst garāks.
Ķēdes reakcijas ierosināšana:
R  + CH2  CH  R  CH2  CH
 
Cl Cl
Vinilhlorīds
Ķēdes reakcija (polimēra virknes augšana) :
R – CH2 - CH + CH2  CH  R – CH2 – CH – CH2 - CH 
   
Cl Cl Cl Cl
Polivinilhlorīda molekulas
fragments
Šo reakciju pārtrauc apraujot polimēra virkni.


3
Polimerizācija pēc jonu mehānisma.

Polimerizācija pēc jonu mehānisma principā neatšķiras no polimerizācijas pēc radikāļu mehānisma.
Polimerizācijas reakcijas parasti notiek augstā temperatūrā un spiedienā. Reakcijas apstākļi ir atkarīgi no monomēru uzbūves. Polimerizācijas reakcijās neizdalās blakusprodukti. Tāpēc polimēram, ko iegūst polimerizācijas reakcijā, un monomēram, no kura polimērs iegūts, ir vienāds elementsastāvs, bet dažāda uzbūve un molekulmasa.
Polimerizācijas reakcijās parasti iegūst termoplastiskos polimērus. Izplatītākie ir polimēri, kas ir iegūti no monomēriem, kuru molekulā ir divkāršā saite CC.
POLIETILĒNS - izšķir 3 veidu polimerizāciju:
1)Etilēna radikāļu polimerizāciju veic lielā spiedienā (100 – 300
MPa) monomēram atrodoties sašķidrinātā stāvoklī. Par
polimerizācijas iniciātoriem izmanto skābekli un organiskos
peroksīdus. Polimerizāciju veic divu veidu aparātos -
cauruļveida reaktoros vai vertikālos autoklāvos ar maisītāju.
Tā kā process noris augstā temperatūrā un spiedienā, pieaug
ķēdes reakciju pārneses varbūtība. To rezultātā polimēru
virknēs izveidojas atzarojumi, kā arī nepiesātinātas saites
makromolekulu galos.
2)Etilēna jonu koordinācijas polimerizāciju veic zemā spiedienā
(0,3 – 0,5 MPa) 70…800C temperatūrā piesātinātu ogļūdeņražu
šķīdumā izmantojot kompleksos metālorganiskos katalizātorus.
Reakcijas produkts ir polietilēna suspensija benzīnā. To
apstrādā ar spirtu katalizātora kompleksa palieku noārdīšanai.
4
Iegūto pulverveida polimēru parasti granulē vai arī izmanto
tieši.
3)Etilēna polimerizāciju ir iespējams veikt arī normālā spiedienā,
par katalizātoriem izmantojot metālu oksīdus, kas uznesti uz
katalizātora nesēju virsmas. Process norit 1500C temperaturā
un 3,5 MPa spiedienā. Šajā polimerizācijas procesā ir
iespējams panākt vismazāko virkņu sazarotības pakāpi.

Polietilēns ir termplastisks, ciets, bezkrāsains polimērs. Makromolekulu lineārās uzbūves un lielās lokanības dēļ tas viegli kristalizējas. Polietilēns ar mazu blīvumu ir elastīgāks, no tā ražo iesaiņojamos materiālus. No polietilēna ar lielu blīvumu izgatavo traukus, caurules, elektrovadu izolāciju. Polietilēns ar lielu blīvumu ir izturīgaks pret skābem, sārmiem un organiskajiem šķīdinātajiem. Taču tā sastāvā ir arī toksiski piemaisījumi.
POLIPROLILĒNS – – CH2 – CH –

CH3 n
ir propilēna – CH2  CH polimerizācijas produkts.Polipropilēna

CH3
jonu – koordinācijas polimerizāciju veic šķīdumā vai masā 700 …800 C temperatūrā un nelielā spiedienā – 2,5 … 3,5 MPa, izmantojot kompleksos metālorganiskos katalizātorus. Šādā veidā iegūst stereoregulāru izotaktisku polimēru ar nelielu ataktiskā produkta saturu.
Izotaktiskais polipropilēns viegli kristalizējas, makromolekulām novietojoties spirālveida konformācijās. Lielā kristāliskuma pakāpe nodrošina polimēram labus fizikāli mehāniskos rādītājus.
Polipropilēns ir lēts un ļoti viegls. To izmanto līdzīgi
5

polietilēnam. Polipropilēna izstrādajumi iztur 1400 temperatūru, un tos var izmantot sterilizacijas vajadzībām. Toties polipropilēna aukstumizturība ir maza (līdz – 150C).
Polipropilēns parastajos pastākļos nešķīst organiskajos šķīdinātājos.
POLISTIROLS – ir ciets polimērs. No polistirola izgatavo visdažādākos priekšmetus (telefonu, radioaparātu korpusi). Celtniecibā, saldējamās iekartās par siltumizolācijas materiālu izmanto putu polistirolu (stiroporu).
POLIVINIHLORĪDS (PVH) - - CH2 – CH – iegūst vinilhlorīda,

Cl n
hloretilēna polimerizācijas procesā.
Vinilhlorīda radikāļu polimerizāciju veic masā, šķīdumā un emulsijā. Vislielākā saimnieciskā nozīme ir polimerizācijai emulsijā.
Vinilhlorīda emulsijas polimerizācijas process var tikt realizēts gan periodiski, gan nepārtrauktā shēmā, 40 … 600C temperatūrā un 0,5 … 0,8 MPa spiedienā, maisot.
Polimerizācijas rezultātā rodas polivinihlorīda emulsija ar daļiņu izmēriem 0,05 … 0,5 m. Šo emulsiju apstrādājot iegūst pulverveida PVH, ko arī tālak šādā veidā izmanto.
PVH ir ciets materiāls. To var viegli veidot, termiski apstrādājot. Polivinhlorīdu var mīkstināt, pievienojot plastifikātorus. Cieto polivinhlorīdu izmanto cauruļu, plākšņu, bet mīksto PVH – māksligo ādu, dažādu plēvju, grīdas segumu, lietusmēteļu, rotaļlietu izgatavošanai.
POLITETRAFLOURENĀTS (teflons) - - CF2 – CF2 - n igūst

tetraflouretilēna radikāļu polimerizācijā suspensijā vai emulsijā.
Teflona molekulas ir lineāras. Polimēra vidējā molekulmasa var sasniegt 106. Tas viegli kristalizējas, makromolekulām kristalītos veidojot spirālveida konformācijas. Kristalizējoties veidojas blīvi kristālīti.
Teflons nekļūst trausls pat temperatūrā, kas zemāka par – 1000C. Teflons kūst temperatūrā virs 3270C. Politetraflouretēns ir ķīmiski izturīgākais polimērs. Tas nedeg un nešķīst nevienā no šķīdinātajiem.
Teflonu izmanto ķīmiskaja rupniecībā, ķirurģijā kaulu un
6
locītavu protēžu izgatavošanai un mājsimniecībā cepešpannu iekšējās virsmas pārklāšanai.
POLIVINILACETĀTS (PVA) - - CH2 – CH-

O – C – CH3
||
• n
ir vinilacetāta, etiķskābes vinilestera polimerizācijas produkts. Process noris pēc radikāļu polimerizācijas mehānisma masā, emulsijā un suspensijā.
PVA ir termoplastisks lineārs amorfas strukrūras polimērs; tas ir caurspīdīgs, bezkrāsains.
PVA izmanto papīra un auduma piesūcināšanai, koka, papīra, linoleja un audumu līmēšanai. Polivinilacetātu plaši izmanto kantora līmju un emulsijas krāsu ražošanā, kuras ir stabilas pret gaismas iedarbību. PVA šķīst etilacetātā, acetonā, toluolā, etanolā un citos organiskajos šķīdinātājos.
POLIMETILMETAKRILĀTS (organiskais stikls) – izmanto par stikla aizstājēju dažāda biezuma lokšņu veidā, saules brillēs, kā arī zobu protēžu, mājsaimniecibas piederumu izgatavosanā un aparātu buvē. Tas šķīst organiskajos šķīdinātājos.
POLIAKRILNITRILS (PAN) – ir vērtīga izejviela tekstilšķiedru iegūšanai. No poliakrilnitrila veido šķiedras, kas neburzās, samērā labi uzsūc mitrumu, ir stabils gaismas un atmosfēras iedarbibā un īpašību ziņā atgādina vilnas šķiedru.
SINTĒTISKAIS KAUČUKS – iegūst, polimerizējot butadienu, izoprēnu vaihloroprēnu.
Kaučuks ir plastisks polimērs. Stiepjot molekulas iztaisnojas un viegli var slīdēt cita gar citu. Kaučuku vulkanizējot (apstrādājot ar sēru), tas zaudē plastiskumu un kļūst elastīgs. Sērs pievienojas pie makromolekulu divkāršajām saitem, “sašujot” molekulu ar sēra tiltiņiem, veidojot trīsdimensionāla režģa struktūru.
Ja tiltiņi ir veidojušies tikai atsevišķās vietās, tad makromolekulām ir iespēja svārstities zināmās robežās. Šādu vulkanizēto kaučuku sauc par