ПОЛИКОНДЕНСА́ЦИЯ

ПОЛИКОНДЕНСА́ЦИЯ, син­тез по­ли­ме­ров взаи­мо­дей­ст­ви­ем би- или по­ли­функ­цио­наль­ных мо­но­ме­ров и/или оли­го­ме­ров, обыч­но со­про­во­ж­дае­мый вы­де­ле­ни­ем низ­ко­мо­ле­ку­ляр­но­го про­дук­та (ча­ще во­ды, спир­та). На­ря­ду с по­ли­ме­ри­за­ци­ей П. – один из важ­ней­ших ме­то­дов полу­че­ния по­ли­ме­ров. П. при­ме­ня­ет­ся в про­из-ве по­ли­ами­дов, по­ли­эфи­ров про­стых, по­ли­эфи­ров слож­ных, по­ли­ими­дов, по­ли­уре­та­нов, крем­ний­ор­га­ни­че­ских по­ли­ме­ров, фе­но­ло-фор­маль­де­гид­ных смол, эпок­сид­ных смол и др. пром. по­ли­ме­ров. Про­цесс П. ле­жит в ос­но­ве био­син­те­за био­по­ли­ме­ров (бел­ков, по­ли­са­ха­ри­дов, нук­леи­но­вых ки­слот и др.). Боль­шой вклад в раз­ви­тие тео­рии и прак­ти­ки по­ли­кон­ден­са­ци­он­ных про­цес­сов вне­сли рос. учё­ные В. В. Кор­шак, Г. С. Пет­ров, К. А. Ан­д­риа­нов, амер. учё­ные У. Ка­ро­зерс, П. Фло­ри и др.

П. – сту­пен­ча­тый про­цесс, в ко­то­ром взаи­мо­дей­ст­вую­щие мо­но­ме­ры ис­чер­пы­ва­ют­ся на ран­них ста­ди­ях, а вы­со­ко­моле­ку­ляр­ный про­дукт фор­ми­ру­ет­ся из об­ра­зо­вав­ших­ся оли­го­ме­ров лишь при близ­кой к 100%-ной сте­пе­ни за­вер­шён­но­сти ре­ак­ции. Мо­но­ме­ры для П. со­дер­жат в сво­ём со­ста­ве не ме­нее двух, оди­на­ко­вых или раз­лич­ных, ак­тив­ных групп (кар­бок­силь­ных, амин­ных, гид­ро­ксиль­ных, изо­циа­нат­ных и др.). При функ­цио­наль­но­сти мо­но­ме­ра рав­ной 2 об­ра­зу­ют­ся ли­ней­ные по­ли­ме­ры. В слу­чае боль­ше­го чис­ла та­ких групп (ча­ще 3 или 4) хо­тя бы в од­ном из реа­ги­рую­щих мо­но­ме­ров обыч­но по­лу­ча­ют­ся трёх­мер­ные, сет­ча­тые по­ли­ме­ры. Для ли­ней­ной П. не­об­хо­ди­мым ус­ло­ви­ем об­ра­зо­ва­ния по­ли­ме­ра с вы­со­кой мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой яв­ля­ет­ся сте­хио­мет­рич. со­от­но­ше­ние реа­ги­рую­щих функ­цио­наль­ных групп.

Раз­ли­ча­ют рав­но­вес­ную (об­ра­ти­мую) и не­рав­но­вес­ную (не­об­ра­ти­мую) П. Рав­но­вес­ная П. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся су­ще­ст­вен­ным вкла­дом об­рат­ной и/или об­мен­ных ре­ак­ций. Кро­ме них, боль­шую (ча­ще не­га­тив­ную) роль в П. иг­ра­ют ре­ак­ции внут­ри­мо­ле­ку­ляр­ной цик­ли­за­ции как мо­но­ме­ров, так и об­ра­зую­щих­ся оли­го­ме­ров и по­ли­ме­ров. При опи­са­нии ки­не­ти­ки П., вклю­чаю­щей бес­ко­неч­ное чис­ло ак­тов рос­та по­ли­мер­ной це­пи, ис­поль­зу­ют сле­дую­щие до­пу­ще­ния: ак­тив­но­сти од­но­тип­ных ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ных групп би­функ­цио­наль­но­го мо­но­ме­ра оди­на­ко­вы; ак­тив­ность од­ной функ­цио­наль­ной груп­пы би­функ­цио­наль­но­го мо­но­ме­ра не за­ви­сит от то­го, про­реа­ги­ро­ва­ла или нет др. по­доб­ная груп­па; ре­ак­ци­он­ная спо­соб­ность функ­цио­наль­ной груп­пы не за­ви­сит от раз­ме­ра мо­ле­ку­лы, с ко­то­рой она свя­за­на.

В от­ли­чие от по­ли­ме­ри­за­ции, при ко­то­рой для фор­ми­ро­ва­ния оп­ре­де­лён­но­го по­ли­ме­ра обыч­но мо­жет быть ис­поль­зо­ван толь­ко один со­от­вет­ст­вую­щий мо­но­мер, по­ли­кон­ден­са­ци­он­ные по­ли­ме­ры оди­на­ко­во­го ти­па мож­но син­те­зи­ро­вать из мо­но­ме­ров с са­мы­ми раз­но­об­раз­ны­ми функ­цио­наль­ны­ми груп­па­ми. П. – од­но- или мно­го­ста­дий­ный про­цесс, ко­то­рый про­во­дят при темп-рах от –30 до 300 °C в рас­пла­ве, рас­тво­ре, твёр­дой фа­зе или на гра­ни­це раз­де­ла двух не­сме­ши­ваю­щих­ся фаз (ча­ще во­да – ор­га­нич. рас­тво­ри­тель), в ка­ж­дой из ко­то­рых рас­тво­ре­но од­но из ис­ход­ных со­еди­не­ний, – т. н. меж­фаз­ная П. Мно­го­ста­дий­ный син­тез осу­ще­ст­в­ля­ют: в од­ном ре­ак­то­ре с по­сле­дую­щим вы­де­ле­ни­ем и очи­ст­кой об­ра­зо­вав­ше­го­ся по­ли­ме­ра; пе­рио­дич. спо­со­бом – сна­ча­ла по­лу­ча­ют про­ме­жу­точ­ный по­ли­мер, фор­му­ют из не­го це­ле­вой ма­те­ри­ал (плён­ку, во­лок­но, по­кры­тие и т. п.), в ко­то­ром про­во­дят за­клю­чит. ста­дию об­ра­зо­ва­ния по­ли­ме­ра за­дан­но­го строе­ния (струк­ту­ры). Для ус­ко­ре­ния ре­ак­ции ис­поль­зу­ют разл. приё­мы, та­кие как ак­ти­ва­ция функ­цио­наль­ных групп (напр., за­ме­на кар­бок­силь­ных групп на хло­ран­гид­рид­ные или слож­но­эфир­ные); при­ме­не­ние ак­тив­ных ре­ак­ци­он­ных сред (амид­ные рас­тво­ри­те­ли, ион­ные жид­ко­сти, сверх­кри­тич. сре­ды); ка­та­лиз (в т. ч. ме­талло­ор­га­нич. со­еди­не­ния­ми), дей­ст­вие УЗ-волн, СВЧ-из­лу­че­ний и др. Всё боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­ча­ет фер­мен­та­тив­ная П. с уча­сти­ем не­ко­то­рых ви­дов бак­те­рий.

С це­лью оп­ти­ми­за­ции па­ра­мет­ров пе­ре­ра­бот­ки по­ли­ме­ров и свойств ма­те­риа­лов из них не­об­хо­ди­мы по­ли­ме­ры с оп­ре­де­лён­ной (не обя­за­тель­но сверх­вы­со­кой) мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой. Для ре­гу­ли­ро­ва­ния мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы П. про­во­дят в при­сут­ст­вии не­боль­ших до­ба­вок со­от­вет­ст­вую­щих мо­но­функ­цио­наль­ных со­еди­не­ний. Син­тез ре­ак­ци­он­но­спо­соб­ных оли­го­ме­ров, при­ме­няе­мых в по­лу­че­нии сши­тых по­ли­ме­ров, про­во­дят при из­быт­ке од­но­го из би­функ­цио­наль­ных мо­но­ме­ров. По­ли­кон­ден­са­ци­он­ные ме­то­ды ле­жат в ос­но­ве об­ра­зо­ва­ния та­ких от­но­си­тель­но но­вых ти­пов вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний не­обыч­но­го строе­ния, как ден­д­ри­ме­ры и сверх­раз­ветв­лён­ные по­ли­ме­ры.

Ис­сле­до­ва­ния в об­лас­ти П. от­ра­жа­ют наи­бо­лее ак­ту­аль­ные тен­ден­ции хи­мии и вы­со­ких тех­но­ло­гий, вклю­чая как но­вые, в т. ч. соз­да­ние по­ли­мер­ных ин­тел­лек­ту­аль­ных ма­те­риа­лов, так и став­шие уже тра­ди­ци­он­ны­ми на­уч. на­прав­ле­ния. Пер­спек­тив­но ис­поль­зо­ва­ние мо­но­ме­ров, по­лу­чае­мых из во­зоб­нов­ляе­мо­го сы­рья, пре­ж­де все­го рас­ти­тель­но­го. В по­ли­кон­ден­са­ци­он­ных про­цес­сах на­хо­дят при­ме­не­ние но­вые ка­та­ли­тич. ре­ак­ции (напр., ре­ак­ции Хе­ка, Суд­зу­ки, Со­но­га­ши­ры). Вме­сто тра­ди­ци­он­ных, весь­ма ток­сич­ных ор­га­нич. рас­тво­ри­те­лей в ка­че­ст­ве су­ще­ст­вен­но бо­лее бла­го­при­ят­ных ре­ак­ци­он­ных сред всё бо­лее ак­тив­но ис­поль­зу­ют сверх­кри­ти­че­ский ди­ок­сид уг­ле­ро­да и ион­ные жид­ко­сти. Для пре­дот­вра­ще­ния за­гряз­не­ния ок­ру­жаю­щей сре­ды ак­ти­ви­зи­ру­ет­ся про­из-во био­раз­ла­гае­мых по­ли­ме­ров. По­ли­ме­ры, ра­нее ис­поль­зо­вав­шие­ся в авиа­строе­нии и кос­мич. тех­ни­ке, на­хо­дят при­ме­не­ние в мик­ро-, оп­то­элек­тро­ни­ке, мем­бран­ных, энер­го­сбе­регаю­щих, вы­со­ко­энер­го­ём­ких тех­но­ло­ги­ях, во­до­род­ной энер­ге­ти­ке и т. п.