 |
|
Раздел 15.Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры в стоматологии.
Исходный уровень знаний для усвоения темы основан на школьной
программе органической химии, общей химии «Физико-химия дисперсных систем. Растворы ВМС», « Физико-химические свойства дисперсных систем», разделах 1 – 6 данного пособия.
Для подтверждения компетентности в данной теме надо знать
-формулы мономеров: акриловой кислоты, акрилонитрила, бутадиена, винилового эфира, изопрена, метакриловой кислоты , метилакрилата, метилметакрилата, стирола, хлорвинила.
- правила записи схем реакций полимеризации и полимерной цепи вышеназванных мономеров.
Ключевые слова к теме:
Активатор, высокомолекулярное соединении( ВМС), ингибитор полимеризации, механизм полимеризации, мономер, поликонденсация, полимер, полимеризация, степень полимеризации, стереорегулярный , термореактивный, термопластичный полимер.
Содержание раздела
15.1 Полимеры - определение. Виды полимеров.
15.2. Классификация высокомолекулярных соединений(ВМС)
15.3. Реакции полимеризации
15.3.1 Номенклатура полимеров.
15.3.2 . Общая характеристика мономеров.
15.3.3. Механизмы реакции полимеризации
15.4. Радикальная полимеризация
15.4.1. Образование инициаторов реакции - свободных радикалов
15.4.2. Стадии реакции радикальной полимеризации
15.5. Ионная полимеризация
14.5.1. Катионная полимеризация
14..5.2.Анионная полимеризация
15.6. Координационная полимеризация
15.7. Методы ( приемы) проведения полимеризации
14.7.1. Блочная полимеризация
14.7.2. Эмульсионная полимеризация
14.7.3. Полимеризация в растворе
15.8. Конфигурация полимеров
15.9. Физико-химические свойства полимеров
Воздействие температуры( нагревание)
15.10 Физическое состояние полимеров
14.10.1. Аморфные полимеры
14.10.2. Кристаллические полимеры
15.11. Натуральный каучук
15.12 . Конденсационные полимеры
15.13 Основные представители ВМС
Приложение.
Характеристика физико-химических свойств распространенных в стоматологии полимерных веществ
Полиакрилат и его эфиры
( - СН 2–СН- )n
|
СООН( COOR )
Используют в технических целях и стоматологии для изготовления протезов зубов. Устойчивы к действию света, кислорода.Чем больше алкильный радикал, тем меньше Т пл , больше эластичность полимера
Поливиниловый спирт
Получают гидролизом поливинилацетата.
(- СН 2–СН- )n + n H2O———>(- СН 2–СН- ) n + n CH3 COOH
| |
ОСОСН3 OH
поливинилиацетат поливиниловый спирт
3% раствор поливинилового спирта( М=10 000 -12 000)- препарат полидез( Polidesum) – плазмозаменитель. Применяется в качестве детоксицирующего средства.
При добавлении йода к раствору поливинилового спирта образуется темно-синий раствор- препарат йодинол. Применяют в виде 1% раствора, содержащего о,1% йода и
0,9 % поливинилового спирта. Используют как наружное средство при тонзиллите, отите, трофических и варикозных язвах.
Изменение окраски йода имеет такой же механизм, как при добавлении йода к крахмалу.
Поливинилбутиловый спирт
Из него готовят лекарственный препарат Винилин – бальзам Шостаковского.
(- СН 2–СН-) n
|
ОС4Н9
Густая вязкая жидкость, практически нерастворимая в воде. Применяют наружно при ожогах, отморожениях, мастите, ранах, вовнутрь при язвенной болезни желудка. 12-перстной кишки. Оказывает обволакивающее, противовоспалительное действие, способствует регенерации тканей.
Поливинилхлорид ( ПХВ)
( -СН 2–СН-) n
|
С1
Твердое вещество, стоек к действию щелочей. Получают полимеризацией в суспензии, эмульсии. Применяют для изготовления костюмов химической и радиационной защиты, в медицине перчаток, бахил, фартуков
Полиметакрилат
СН3
|
(- СН2 – С -) n
|
СООН
Получают полимеризацией метакриловой( метилакриловой) кислоты. Обладает высокими оптическими свойствами, совместим с организмом человека, используют для изготовления контактных линз для глаз.
Используют также метиловый эфир метакриловой кислоты для получения полиметилметакрилата, который обладает сходными свойствами с полиметакрилатом.
Поликарбонаты.
Представители поликонденсационных пластиков. Сложные эфиры угольной кислоты и дигидроксисоединений.
НО- R- О- С –О- R - О - С - О -
| | | |
О О
Полимер оптически прозрачен, устойчив к действию света видимой и УФ- части, физиологически инертен. Используется для получения фильтров крови, костных протезов, оболочек для лекарственных препаратов пролонгированного действия, линз.
Фторопласты
Полимеры, мономерами которых являются фторэтены .
Политетрафтрэтилен( тефлон, фторопласт-4)
(–СF2 – СF2 –)n
Твердое кристаллическое вещество молочно-белого цвета .
М 500 000 -2 000 000. Термостойкий, температура разложения
выше 4150. Высокая химическая стойкость, водопоглощение прак-
тически равно нулю, не набухает, не растворяется в воде и других
растворителях, кислотах, щелочах. Подвергается всем видам
механической обработки. В медицине применят для изготовления
контейнеров для хранения биологического материала, лабораторной
посуды для биохимических и клинических исследований.
Эфиры целлюлозы
Напоминаем: формула целлюлозы (С6 Н10О5)n или [С6Н7О2(ОН)3]n
Получают из целлюлозы: простые эфиры – алкилированием, сложные эфиры - ацилированием. Эти соединения при растворении в воде сильно набухают, образуют устойчивые растворы с различной степенью вязкости. Обладают поверхностно-активным действием, хорошие адсорбенты, не оказывают раздражающего действия на организм – физиологически совместимы. Используют как загустители в производстве лечебных и косметических кремов, паст, получают тонкие пленки для пищевой и медицинской промышленности.
Оксиэтилцеллюлоза [С6Н7О2 (-О -CH2- CН2- OH )3 ] n
Карбоксиэтилцеллюлоза [С6Н7О2 (- О -CH2- CН2- СООН )3 ] n или
натриевая соль [С6Н7О2 (- О -CH2- CН2- СОONa )3 ] n
Обучающая задача 1
Какой мономер надо выбрать для получения полиметилметакрилата?
Запишите формулы мономера и единичного звена полимерной цепи.
Решение
1. Вспомним правила номенклатуры: название полимера составляют, добавляя к названию мономера приставку «поли».
2. Название мономера метилметакрилат – метиловый эфир метакриловой кислоты, или метиловый эфир метилакриловой кислоты.
СН2 = С (СН3) – СО-ОСН3
мономерСН3
|
( - СН2 - С –)n полимер
|
СО-ОСН3
Обучающая задача 2
При изготовлении полимерного стоматологического изделия методом радикальной полимеризации понадобилось смешать мономер и инициатор. Специалист ошибся и увеличил количество инициатора. Могли произойти изменения в составе полимера?
Решение.
1. Процесс радикальной полимеризации состоит из 3 стадий:
а. инициация, образование свободных радикалов
б. рост цепи
в. обрыв цепи
1. Инициатор является источником свободных радикалов, которые «запускают» процесс полимеризации.
R1• + Х —> R1 – Х• начало роста одной полимерной цепи
R 1– Х• + Х —> R1 – Х – Х рост полимерной цепи
R2• + Х —> R2 – Х• начало роста другой полимерной цепи
R 2– Х• + Х —> R2 – Х – Х• рост полимерной цепи
и т.д.
2. Каждый свободный радикал R•– источник роста самостоятельной полимерной цепи. Чем больше свободных радикалов, тем больше одновременно образуется растущих цепей. Это означает, что фракционный состав полимера и молекулярная масса фракций зависит от числа свободных радикалов.
3. Чем больше одновременно формируется растущих цепей, тем ниже молекулярная масса.
4. Сделаем вывод: из-за неточной дозировки изменится молекулярная масса полимера, из которого изготовлено стоматологическое изделие, что скажется на качестве этого изделия.