Что такое олигомеры и их отличие от полимеров

Олигомеры — это молекулы, состоящие из небольшого числа повторяющихся звеньев, которые занимают промежуточное положение между мономерами и полимерами.

Олигомеризация и полимеризация могут показаться схожими процессами, но для их различения важно понять разницу между олигомерами и полимерами.

Олигомеры и полимеры состоят из повторяющихся единиц — мономеров. Однако, в полимерах количество мономеров обычно велико или неограниченно, тогда как в олигомерах оно ограничено и невелико, либо строго определено.

Полимеры представляют собой набор молекул с различным количеством мономеров, что приводит к вариациям в их молекулярной массе. Например, полиэтилен может состоять из тысяч мономеров этилена, образуя длинные цепи.

Олигомеры, напротив, имеют фиксированное количество мономеров. Например, димер состоит из двух мономеров, тример — из трех.

Химические свойства олигомеров сильно зависят от их молекулярной массы, то есть от количества мономеров. Однако с увеличением длины цепи эта зависимость ослабевает. Когда свойства вещества перестают изменяться с увеличением длины цепи, его относят к полимерам. Тем не менее, свойства полимеров, включая химические, также зависят от средней молекулярной массы, хотя и в меньшей степени, чем у олигомеров.

Вот несколько примеров олигомеров:

• Димеры: олигомеры, состоящие из двух мономерных звеньев. Примером может служить димер этилена, который используется в производстве полиэтилена.
• Тримеры: олигомеры, состоящие из трех мономерных звеньев. Например, тример формальдегида используется в производстве фенолформальдегидных смол.
• Олигопептиды: короткие цепочки аминокислот, которые могут состоять из нескольких (до 20) аминокислотных звеньев. Они играют важную роль в биохимии и используются в исследованиях белков.
• Олигоэфиры: олигомеры используются в производстве полиэфирных смол и лаков. Они могут содержать от нескольких до десятков звеньев.
• Олигосахариды: короткие цепочки сахаров, которые играют важную роль в биологии, например, в клеточных взаимодействиях и иммунных ответах.

Эти примеры показывают разнообразие олигомеров и их важность в различных областях химии и биологии.

Реакция олигомеризации

Реакция олигомеризации играет ключевую роль в нефтепереработке, особенно в производстве высокооктановых топлив и других нефтепродуктов. Этот процесс позволяет преобразовывать легкие олефины, такие как этилен и пропилен, в олигомеризат (к примеру, полимер-бензин или полимер-керосин), который используется в качестве высокооктановой добавки к автомобильному бензину. Благодаря этому улучшается октановое число бензина, что повышает его качество и эффективность сгорания.

Кроме того, олигомеризация бутиленов и других олефинов позволяет получать компоненты для дизельного топлива с низким содержанием серы и ароматических углеводородов, что способствует созданию более экологически чистого топлива. В авиационной промышленности олигомеризация используется для синтеза компонентов авиационного топлива, улучшая его характеристики и соответствуя строгим требованиям к качеству и безопасности.

Для проведения реакции олигомеризации применяются различные катализаторы, такие как никель, хром или титан. Например, этилен (C₂H₄) может подвергаться олигомеризации с образованием бутена (C₄H₈), гексена (C₆H₁₂) и других олигомеров. Три молекулы этилена могут соединяться, образуя одну молекулу гексена, который используется в качестве компонента топлива. Олигомеры этилена, такие как бутены и гексены, также служат сырьем для производства различных химических продуктов, включая пластмассы, синтетические масла и другие полимеры.

Таким образом, реакция олигомеризации является важным процессом в нефтепереработке, позволяющим получать высококачественные и экологически чистые топлива. Использование различных катализаторов и оптимизация условий реакции позволяют достигать высоких показателей эффективности и качества продукции.

К примеру, технологическая установка олигомеризации бутенов на Атырауском НПЗ (дочернем предприятии КазМунайГаза) предназначена для преобразования ненасыщенных соединений сжиженного нефтяного газа в полимер-бензин и полимер-керосин. Получаемые олигомеры затем используются для производства различных нефтепродуктов, включая бензины и высокооктановые компоненты топлива.