Полимеризация

Полимериза́ция (др.-греч. πολυμερής — состоящий из многих частей) — процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера. Молекула мономера, входящая в состав полимера, образует так называемое мономерное (структурное) звено. Элементный состав (молекулярные формулы) мономера и полимера приблизительно одинаков.

Обычно мономерами являются соединения, содержащие кратные связи либо циклические фрагменты, способные раскрываться и образовывать новые связи с другими молекулами, обеспечивая рост цепей^[1].

Процесс полимеризации состоит в том, что к звену-мономеру присоединяется такой же мономер, к этому звену — ещё один такой же мономер и так далее. Можно рассматривать данный процесс как случайное событие: присоединение происходит с некоторой вероятностью $p$ и, следовательно, не происходит с вероятностью $q=1-p$ , так как сумма вероятностей противоположных событий равна единице [следствие теоремы сложения вероятностей двух несовместных событий]. Поскольку каждое следующее присоединение происходит независимо от предыдущих, то вероятность образования молекулы, содержащей $n$ мономеров, вычисляется по формуле

В основу классификации полимеризации могут быть положены различные признаки. Если в полимеризации участвует только один мономер, то такая полимеризация называется гомополимеризацией; если же в реакции участвуют два и более мономеров, то это сополимеризация^[1].

Рост полимерной цепи в ходе полимеризации осуществляется благодаря присоединению молекул мономера к активному центру на растущей цепи. Если этот центр является радикальным, то это радикальная полимеризация. В ионной полимеризации активными центрами являются ионы или поляризованные молекулы. Ионная полимеризация дополнительно подразделяется на катионную и анионную. Дополнительно выделяют стереоспецифическую полимеризацию, при которой происходит образование полимеров с упорядоченной пространственной структурой^[1].

Полимеризация может осуществляться в системах с разным агрегатным состоянием. По этому признаку выделяют блочную полимеризацию, полимеризацию в растворе, эмульсионную или суспензионную полимеризацию (в дисперсных системах), газофазную полимеризацию и твердофазную полимеризацию^[1].