ПОЛІМЕРИЗАЦІЯ

ПОЛІМЕРИЗАЦІЯ (грец. polymerеs — різноманітний, що складається з багатьох частин) — процес утворення молекули ВМС (полімеру), основою якої є послідовне приєднання однакових молекул низькомолекулярних речовин (мономерів) до активного центра(-ів) ланцюга полімеру. Розрізняють два типи синтезу полімерів: П. (утворення молекул полімеру послідовним приєднанням ненасиченої або циклічної сполуки до активного центра з регенерацією його в кожному елементарному акті) і поліконденсацію (взаємодія бі- або поліфункціональних сполук, за якої хімічно зміцнюється одна функціональна група в кожній молекулі, що реагують, у кожному елементарному акті). Унаслідок такої реакції утворюються біополімери — білки, поліцукри, нуклеїнові кислоти та ін. Утворення біополімерів каталізується складними ферментативними системами (полімеразами), внаслідок чого реакція біологічної поліконденсації дещо відрізняється від хімічної. Крім того, при синтезі біополімерів у більшості випадків відбувається відбір мономерів, що поєднуються в матриці, внаслідок чого синтезується полімер заданої структури. Деполімеризацією, тобто роз’єднанням біополімерів, каталізують гідролітичні ферменти, напр. пептид гідролази, рестриктази, рибонуклеази, різноманітні гідролази. При радикальній П. значна кількість реакцій здійснюється з утворенням проміжних продуктів, які містять неспарені електрони; ці проміжні продукти називають вільними радикалами. Вільні радикали можуть утворюватись внаслідок руйнування хімічного зв’язку під впливом тепла, світла та інших факторів. Якщо вільні радикали, які ініціюють процеси П., утворюються внаслідок термічного розпаду молекул мономеру, то процес синтезу полімеру називається термічною П. Молекули мономеру можуть перетворюватись на вільні радикали під впливом радіації (фотополімеризація). Деякі хімічні речовини (перекиси, азо- й діазосполуки) особливо легко розпадаються на вільні радикали, при додаванні до ненасичених сполук — ініційована П., а речовини, що утворюються, називають ініціаторами. Процес синтезу полімерів, коли активними центрами є вільні радикали, називають вільнорадикальною П. Молекула полімеру може складатись з ланок, які є залишковими молекулами однієї речовини. Такі полімери називаються гомополімерами. Якщо ланки молекул полімеру складаються із залишків молекул різних речовин, їх називають співполімерами. Синтез гомополімерів називають гомополімеризацією, а співполімерів — співполімеризацією. Процес синтезу полімерів, за якого активним центром є іон вуглецю, називають іонною П. Позитивний іон вуглецю називається карбонієвим іоном, а процес П. — карбонієвою або катіонною П. Негативно заряджений іон вуглецю називається карбоаніоном, а П. — карбоаніонною, або аніонною. Для перетворення вуглецю на іон застосовують різні каталізатори, тому іонна П. ще називається каталітичною. При катіонній П. як каталізатори використовують галогеніди металів, а при аніонній П. каталізаторами є речовини з властивостями донорів електронів (лужні метали, луги, металоорганічні сполуки, аміди лужних металів і т.п.). За ступінчастим механізмом полімеризуються альдегіди, кетони та деякі гетероциклічні сполуки. Ступінчасту П. ще називають гідролітичною, через те що активний центр створюється внаслідок взаємодії молекули мономеру з молекулою води. Залежно від вимог, що висуваються до якості полімеру, та умов його подальшої переробки, П. здійснюють за різними технологічними схемами. При проведенні блочної П. реакційну масу у вигляді розчину-ініціатора в мономері витримують при певній температурі до повного завершення процесу. Блочну П. проводять у формах, що відповідають формам готових виробів. Одержаний таким чином полімер є вільним від домішок, тому цим способом одержують прозорі полімерні матеріали, які використовуються як скло. Для синтезу полімерів поліконденсацією можна застосовувати всі сполуки, молекули яких містять не менше двох реакційно здатних груп. Для прискорення реакцій застосовують такі каталізатори, як ацетати, бензоати та інші солі феруму.

Анохін В.В. Хімія і фізико-хімія полімерів. — К., 1971; Полимеры в фармации / Под. ред. А.И. Тенцовой, М.Т. Алюшина. — М., 1985; Реакционная способность, механизмы реакций и структура в химии полимеров / Под. ред. А. Джянкинса и А. Ледвиса. — М., 1977.