Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Химическая реакция для образования полимерных цепей
Chemical reaction to form polymer chains
В полимерной химии полимеризация (американский английский) или полимеризация (британский английский) – это процесс взаимодействия мономерных молекул в химической реакции с образованием полимерных цепей или трехмерных сетей. Существует множество форм полимеризации и различные системы для их классификации. В химических соединениях полимеризация может происходить посредством разнообразных механизмов реакции, различающихся по сложности в зависимости от функциональных групп, присутствующих в реагентах.
In polymer chemistry, polymerization (American English), or polymerisation (British English), is a process of reacting monomer molecules together in a chemical reaction to form polymer chains or three dimensional networks. There are many forms of polymerization and different systems exist to categorize them. In chemical compounds, polymerization can occur via a variety of reaction mechanisms that vary in complexity due to the functional groups present in the reactants
Гомополимеры
Homopolymers
Кополимеры
Copolymers
Другие мономерные звенья, такие как гидраты формальдегида или простые альдегиды, способны полимеризоваться при довольно низких температурах (около −80 °C) с образованием тримеров.
Other monomer units, such as formaldehyde hydrates or simple aldehydes, are able to polymerize themselves at quite low temperatures (ca. −80 °C) to form trimers;
Ступенчатые полимеры формируются посредством независимых стадий реакции между функциональными группами мономерных звеньев, обычно содержащих гетероатомы, такие как азот или кислород. Большинство ступенчатых полимеров также классифицируются как полимеры конденсации, поскольку небольшая молекула, такая как вода, выделяется при удлинении полимерной цепи. Например, полиэфирные цепи растут в результате реакции спирта и карбоновой кислоты с образованием эфирных связей и выделением воды. Однако существуют исключения; например, полиуретаны являются ступенчатыми полимерами, образующимися из изоцианата и бифункциональных спиртовых мономеров без выделения воды или других летучих молекул, и классифицируются как полимеры присоединения, а не полимеры конденсации. Ступенчатые полимеры увеличивают молекулярную массу очень медленно на начальных стадиях превращения и достигают умеренно высоких молекулярных масс только при очень высоких степенях превращения (т.е. >95%). Полимеризация в твердой фазе для получения полиамидов (например, нейлона) является примером ступенчатой полимеризации.
Step growth polymers are formed by independent reaction steps between functional groups of monomer units, usually containing heteroatoms such as nitrogen or oxygen. Most step growth polymers are also classified as condensation polymers, since a small molecule such as water is lost when the polymer chain is lengthened. For example, polyester chains grow by reaction of alcohol and carboxylic acid groups to form ester links with loss of water. However, there are exceptions; for example polyurethanes are step growth polymers formed from isocyanate and alcohol bifunctional monomers) without loss of water or other volatile molecules, and are classified as addition polymers rather than condensation polymers. Step growth polymers increase in molecular weight at a very slow rate at lower conversions and reach moderately high molecular weights only at very high conversion (i. e., >95%). Solid state polymerization to afford polyamides (e. g., nylons) is an example of step growth polymerization.
Рост цепи
При цепной полимеризации единственным шагом реакции роста цепи является присоединение мономера к растущей цепи с активным центром, таким как свободный радикал, катион или анион. После инициирования роста цепи образованием активного центра, распространение цепи обычно происходит быстро путем последовательного присоединения мономеров. Длинные цепи формируются с самого начала реакции. Фотополимеризация также может быть ступенчатой полимеризацией. Свет может поглощаться либо непосредственно реагирующим мономером (прямая фотополимеризация), либо фотосенсибилизатором, который поглощает свет и затем передает энергию мономеру. В общем случае, только стадия инициации отличается от стадии обычной термической полимеризации того же мономера; последующие стадии распространения, обрыва и переноса цепи остаются без изменений. Фотополимеризация может использоваться в качестве фотографического или печатного процесса, поскольку полимеризация происходит только в областях, подвергшихся воздействию света. Нереагировавший мономер может быть удален из неэкспонированных областей, оставляя рельефное полимерное изображение. Многофотонная полимеризация с использованием одиночных импульсов также была продемонстрирована для создания сложных структур с использованием цифрового микрозеркального устройства.
In chain growth (or chain) polymerization, the only chain extension reaction step is the addition of a monomer to a growing chain with an active center such as a free radical, cation, or anion. Once the growth of a chain is initiated by formation of an active center, chain propagation is usually rapid by addition of a sequence of monomers. Long chains are formed from the beginning of the reaction. or ultraviolet light. Photopolymerization can also be a step growth polymerization. The light may be absorbed either directly by the reactant monomer (direct photopolymerization), or else by a photosensitizer which absorbs the light and then transfers energy to the monomer. In general, only the initiation step differs from that of the ordinary thermal polymerization of the same monomer; subsequent propagation, termination, and chain transfer steps are unchanged. Photopolymerization can be used as a photographic or printing process because polymerization only occurs in regions which have been exposed to light. Unreacted monomer can be removed from unexposed regions, leaving a relief polymeric image. Multiphoton polymerization using single pulses have also been demonstrated for fabrication of complex structures using a digital micromirror device.