2. Реакции образования пленкообразующих полимеров

Получение полимеров осуществляется в результате реакций полимepuзaции или поликонденсации.

Полимеризация - это процесс соединения друг с другом большого количества молекул мономера за счет кратных связей или раскрытия циклов. При этом не происходит образование и выделение побочных продуктов: и полимер, и мономер имеют одинаковый элементарный состав.

Поликонденсация - это процесс соединения друг с другом  молекул одного или нескольких мономеров, содержащих способные к взаимодействию функциональные группы. Каждый акт взаимодействия сопровождается отщеплением низкомолекулярных побочных продуктов (вода, аммиак, хлористый водород и др.), и поэтому элементарный состав полимера отличается от элементарного состава мономеров. Исторически раньше в промышленности был освоен процесс поликонденсации, а процесс полимеризации начал внедряться особенно успешно после освоения эффективных каталитических систем (полимеризация в эмульсии, катализаторы Циглера - Натта).

Полимеризация мономеров, содержащих кратные связи, как правило, протекает по законам цепных реакций:

стирол                                  полистирол

Макромолекула образуется очень быстро. Полимеризация мономеров циклического строения осуществляется за счет раскрытия цикла и в ряде случаев протекает не по цепному механизму, а ступенчато, и молекулярная масса полимера в этом случае нарастает постепенно. Например, образование поли-e-капролактама (капрона):

или по стадиям:

и т. д.

Полимеры аналогичного строения образуются и при поликонденсации, но с выделением низкомолекулярного побочного продукта при реакции функциональных групп мономеров:

При этом в каждом акте взаимодействия мономеров выделяется одна молекула низкомолекулярного вещества (вода). Реакция также идет ступенчато с постепенным нарастанием молекулярной массы полимера. При ступенчатой полимеризации и поликонденсации мономер быстро исчезает, и образуются димеры, тримеры, тетрамеры и т. д. Полимер образуется только при очень высокой степени завершенности реакции (обычно более 98%), а выход и молекулярная масса полимера зависят от продолжительности реакции.

При цепной полимеризации на различных ее стадиях в реакционной смеси всегда присутствуют только мономер и полимер и отсутствуют низкомолекулярные ди-, три-, тетрамеры. С увеличением продолжительности реакции растет лишь число молекул полимера, а мономер расходуется постепенно. Молекулярная масса полимера не зависит от степени завершенности реакции, которая влияет только на выход полимера.