ПОЛІМЕРИЗАЦІЯ АЛКЕНІВ

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Подібно до алканів чотири перші представники гомологічного ряду алкенів за нормальних умов — гази, далі йдуть рідини (С₅—С₁₇), потім — тверді речовини. Усі алкени практично нерозчинні у воді, добре розчиняються в органічних розчинниках. Температури кипіння н-алкенів, як правило, вищі, ніж їх ізо­мерів з розгалуженим ланцюгом атомів Карбону; циис-ізомери зде­більшого мають вищі температури кипіння і нижчі температури плавлення порівняно з трнс-ізомерами.

ПОЛІМЕРИЗАЦІЯ АЛКЕНІВ

Полімеризацією називається процес утворення високомолекулярних сполук (полімерів) з низькомолекулярних речовин (мономерів).

У реакцію полімеризації можуть вступати молекули одного й того ж мономеру, а також молекули двох і більше різних моно­мерів. Полімер, що складається з однакових мономерів, назива­ється гомополімером, а полімер, до складу якого входять два і біль­ше різних мономерів,— кополімером (співполімером). Реакція добування кополімерів називається реакцією кополімеризації (спів­полімеризації).Полімеризація алкенів являє собою процес послідовного зв'я­зування молекул алкену одна з одною внаслідок розриву подвій­ного зв'язку. У загальному вигляді полімеризацію алкенів можна зобразити такою схемою:

Кількість мономерних ланок и, які повторюються, називають ступенем полімеризації. Залежно від ступеня полімеризації з одно­го й того ж мономеру можна здобувати речовини з різними влас­тивостями. Процес полімеризації здійснюється в присутності ка­талізаторів (ініціаторів) і включає три основні стадії: зародження ланцюга (ініціювання), зростання ланцюга, обрив ланцюга.

Полімеризація алкенів відбувається при високих тиску і тем­пературі, а також у присутності різноманітних каталізаторів (пероксидних сполук, протонних кислот, кислот Льюїса, металоорганічних комплексів та ін.).

З використанням комплексних металоорганічних каталізато­рів полімеризація отримала назву координаційної.Каталізатори АІ(С₂Н₅)₃ • ТіС1₄ дістали назву каталізаторів Ди­лера—Натта. Полімеризація алкенів у присутності каталізаторів Ціглера— Натта дозволяє отримувати високомолекулярні полімери при відносно низькому тиску й температурі. Цей метод широко застосовується в промисловості для виробництва поліетилену та полі­пропілену низького тиску. Важливою особливістю координаційної полімеризації є її сте­реохімічна спрямованість. Полімер нерегулярної будови назива­ють атактичним. Полімеризація алкенів з використанням каталі­затора Ціглера—Натта приводить до утворення стереорегулярного полімеру, що дістав назву «ізотактичний». Нижче наведено прос­торову будову атактичного та ізотактичного поліпропілену:

Ізотактичні полімери порівняно з атактичними мають більшу міцність і вищі температури плавлення.

Поліетилен — твердий, білого кольору, жирний на дотик, на­гадує парафін. Горить голубим полум'ям, що слабко світиться. Розчини кислот, лугів, окисників на нього не діють. Концентро­вана нітратна кислота руйнує поліетилен. Це діелектрик, тому придатний для ізоляції електродротів та кабелів. Використовуєть­ся також як пакувальний матеріал. Оскільки поліетилен — хімічно стійка речовина, з нього виго­товляють деталі в хімічному приладобудуванні, ємкості для збері­гання й транспортування агресивних рідин. Поліпропілен має багато спільного з поліетиленом: твердий, жирний на дотик, білого кольору. Молекулярна маса коливається від 80 000 до 200 000. Стійкий до агресивних середовищ, міцний. З поліпропілену виготовляють ізоляційний матеріал, труби, хіміч­ні прилади, технічні тканини, канати. Вироби з поліпропілену ви­тримують більш високі температури (до 140 °С), ніж вироби з по­ліетилену. Якщо в молекулі етилену замінити всі атоми Гідрогену на ато­ми Флуору, то отримаємо нову речовину — тетрафторетилен CF₂=CF₂ (пер-фторетилен):

Політетрафторетилен (фторопласт-4, тефлон) — речовина мо­лочно-білого кольору, молекулярна маса лежить у межах 500 000— 2 000 000; абсолютно хімічно стійкий, не змінює свої фізичні вла­стивості від -269 до +200 °С; зберігає властивості діелектрика від -60 до +200 °С. Предмети, виготовлені з нього, гнучкі, але міцні. З тефлону виготовляють хімічне обладнання.