Классификация поликонденсации (гомополиконденсация, гетерополиконденсация, линейная, трехмерная, циклополиконденсация, равновесная и неравновесная поликонденсации).

Процесс поликонденсации, в котором участвуют однородные мономеры, называется гомополиконденсацией. Например, реакция полиамидирования:

n H N - R - COOH → H[-HN - R - CO-] OH + n H O.

аминокислота полиамид

Процесс поликонденсации, в котором участвуют разнородные мономеры, называется гетерополиконденсацией. Например, реакция полиамидирования:

n H₂N-R-NH + n HOOC-R`-COOH → H[-HN- R-NH-CO-R`-CO-] OH + (2n- 1) H₂O

диамин дикарбоновая кислота полиамид

Реакция поликонденсации бифункциональных соединений, то есть бифункциональных мономеров, приводящая к образованию линейных полимеров, называется линейной поликонденсацией.

Поликонденсация мономеров, содержащих более двух функциональных групп, приводящих к образованию разветвленных или сетчатых полимеров, называется трехмерной поликонденсацией. Например, образование фенолформальдегидных, глифталевых смол. Двухступенчатая реакция, в которой образовавшийся на первой стадии продукт линейной поликонденсации, на второй стадии подвергается внутримолекулярной циклизации, называется циклополиконденсацией.

Поликонденсация в зависимости от значения константы равновесия (К_равн) подразделяется на равновесную (обратимую) и неравновесную (необратимую).

Константа равновесия равна отношению концентрации продуктов реакции к концентрации исходных реагентов.

k- константа скорости реакции.

Если К_равн = 1, то система находится в состоянии равновесия.

К необратимой поликонденсации относится поликонденсация с константой равновесия

К_равн > 10 (например, синтез фенолформальдегидных смол сетчатого строения), а к обратимой относится поликонденсация с константой равновесия К_равн < 10 (обычно 0, 1 или 10). Например, синтез полиамидов и полиэфиров.

При неравновесной поликонденсации обычно образуются значительно более высокомолекулярные полимеры (с молекулярной массой ≥ 100000), чем при равновесной поликонденсации (молекулярная масса от 20000 до 70000). Обратимый характер реакции поликонденсации объясняется тем, что может протекать не только прямая реакция образования полимера, но и обратная реакция за счет взаимодействия полимера с выделяющимся низкомолекулярным соединением. Этим объясняется тот факт, что молекулярная масса полимера при поликонденсации растет не до бесконечности, а получается полимер с ограниченной молекулярной массой. Удаляя из сферы реакции выделяющиеся низкомолекулярные соединения, можно сместить равновесие в сторону образования продуктов реакции, и получить полимер с более высокой молекулярной массой.

По характеру функциональных групп, взаимодействующих между собой при поликонденсации, мономеры подразделяются на:

1) Мономеры с однородными функциональными группами.

Например, образование простых эфиров:

n НО- СН₂-СН₂-ОН → Н-[-О-СН₂-СН₂-]_n-ОН + n Н₂О

этиленгликоль полиэфир

1, 2- этандиол

2) Мономеры, содержащие в молекуле разнородные функциональные группы.

Например, образование полиамидов:

n НООС- R – NН₂ → НО- [-ОС- R- NН-]_n-Н + n Н₂О

аминокарбоновая кислота полиамид

Получение полигексаметиленадипамида (анида, найлона-6, 6):

1. n Н₂N-(CH₂)₆-NH₂ + n HOOC-(CH₂)₄-COOH →

гексаметилендиамин адипиновая кислота

→ H-[-HN-(CH₂)₆-NH-OC-(CH₂)₄-CO-]_n-OH + (2n-1) H₂O

полигексаметиленадипамид (анид, найлон-6, 6).

2. n Н₂N-(CH₂)₆-NH₂ + n ClOC-(CH₂)₄-COCl →

гексаметилендиамин дихлорангидрид адипиновой кислоты

→ H-[-HN-(CH₂)₆-NH-OC-(CH₂)₄-CO-]_n-Cl + (2n-1) HCl

полигексаметиленадипамид (анид, найлон-6, 6).

Получение поли-e-капроамида (капрона):

n H N –(СН₂)₅ - COOH → H[-HN – (СН₂)₅ - COO-] OH + n H O

аминокапроновая кислота поли-e-капрамид (капрон)