Физические свойства. Дивинил и изопрен вступают в полимеризацию и сополимеризацию (т

Дивинил и изопрен вступают в полимеризацию и сополимеризацию (т. е. совместную полимеризацию) с другими непредельными соединениями, образуя каучуки. Каучуки – это эластичные высокомолекулярные материалы эластомеры), из которых методом вулканизации (нагреванием с серой) получают резину.

Натуральный каучук – природный высокомолекулярный непредельный углеводород состава (С₅Н₈)_n, где n составляет 1000–3000 единиц.

Установлено, что этот полимер состоит из повторяющихся звеньев 1,4-цис-изопрена и имеет стереорегулярное строение.

В природных условиях натуральный каучук образуется не путем полимеризации изопрена, а другим, более сложным способом.

Полимеризация 1,3-диенов может протекать либо по типу 1,4-присоединения, либо по смешанному типу 1,2- и 1,4-присоединения. Направление присоединения зависит от условий проведения реакции.

Первый синтетический каучук, полученный по методу Лебедева при полимеризации дивинила под действием металлического натрия, представлял собой полимер нерегулярного строения со смешанным типом звеньев 1,2- и 1,4-присоединения:

Na

…+ СН₂=СН-СН=СН₂ +…+ СН₂=СН-СН=СН₂ +… ¾®

 

1 2 1 2 3 4

¾®...-СН₂-СН-…-СН₂-СН=СН-СН₂-…

½;

СН=СН₂

3 4

В присутствии органических пероксидов (радикальная полимеризация) также образуется полимер нерегулярного строения со звеньями 1,2- и 1,4-присоединения. Каучуки нерегулярного строения характеризуются невысоким качеством при эксплуатации. Избирательное 1,4-присоединение происходит при использовании металлорганических катализаторов (например, бутиллития C₄H₉Li, который не только инициирует полимеризацию, но и определенным образом координирует в пространстве присоединяющиеся молекулы диена):

C₄H₉Li

n СН₂=СН-СН=СН₂ ¾¾¾® (-СН₂-СН=СН-СН₂-)_n

Таким способом получен стереорегулярный 1,4-цис-полиизопрен – синтетический аналог натурального каучука. Данный процесс идет как ионная полимеризация.

Для практического использования каучуки превращают в резину.

Резина – это вулканизованный каучук с наполнителем (сажа). Суть процесса вулканизации заключается в том, что нагревание смеси каучука и серы приводит к образованию 3-х мерной сетчатой структуры из линейных макромолекул каучука, придавая ему повышенную прочность. Атомы серы присоединяются по двойным связям макромолекул и образуют между ними сшивающие дисульфидные мостики. Сетчатый полимер проявляет повышенную упругость – высокоэластичность (способность к высоким обратимым деформациям).

В зависимости от количества сшивающего агента (серы) можно получать сетки с различной частотой сшивки. Предельно сшитый каучук – эбонит – не обладает эластичностью и представляет собой твердый материал.

 

 

Строение

Похожи на алкены

Типы диенов

· Изолированные

· Куммулированные

· Сопряженные

Сопряженные диены

C=C-C=C

Изомерия

1. Структурная

· Углеродного скелета

· Положение кратной связи

CH₂=CH-CH₂-CH=CH₂ Пентадиен-1,4 (изолированный тип связи)

CH₂=CH-CH=CH-CH₃ Пентадиен-1,3 (сопряженный тип связи)

• Межклассовая (Диен=Алкин)

2. Пространственная изомерия (цис - транс)

Физические свойства

С₃ –С₄ – Газы

C₅– C₁₅ - Жидкости

C₁₆– C_∞- Твердые вещества

Неприятный запах

Горят - коптят

O2 коптят

Химические свойства ( р. Электрофильного присоединения (1-4)80%, (1-2)20%, окисления, полимеризации)

 

 

Br₂ (вода) (1-4)80% кач. реакц