, Chemické listy / svazek 84 (1990), str. 843-861
Důležitým objektem teorie a praxe makromolekulární chemie jsou i kopolymery a jejich technické aplikace. Význam kopolymerů neustále roste a vyžaduje používání co nejpřesnějších, jednoznačných definic a názvů. Na tuto situaci reagovala komise pro makromolekulární nomenklaturu při makromolekulární divizi Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC) a vydala v roce 1985 doporučení*, jehož překlad uveřejňujeme. Nomenklatura kopolymerů, založená na názvech monomerů, vznikla v letech 1977-85.
Česká komise pro makromolekulární nomenklaturu** vypracovala českou verzi tohoto doporučení, a to v duchu zásad, vyjádřených v úvodních odstavcích Základních definic termínů vztahujících se k polymerům [1] a Nomenklatury regulárních jednopramenných organických polymerů [2]. Komise považuje za užitečné znovu upozornit na nezbytnost zjednodušování při tvorbě názvů (ko)polymerů, které jsou zřídkakdy chemickými individui. Požadavek racionální nomenklatury si vynucuje abstrahovat ze struktur reálných (ko)polymerů ideální popis opakujících se jednotek bez ohledu na případné lokální strukturní defekty hlavního či bočního řetězce (radikálové nebo iontové útvary, oxidované a degradované úseky, větvení a mnohé jiné anomálie). V původní anglické verzi doporučení se ještě vyskytují názvy, které už moderní nomenklatura organické chemie nepoužívá, např. ethylenoxid. Tyto nesrovnalosti, kterých ostatně není mnoho, jsou v předkládaném materiálu odstraněny.
Česká komise pro makromolekulární nomenklaturu si je vědoma skutečnosti, že každý navržený a přijatý způsob zápisu a pojmenování chemických sloučenin má časově omezenou platnost; s vývojem poznání budou přibývat opravy a doplňky. Hlavní zásady však zůstanou a potřebné úpravy budou jejich logickým rozšířením. Členové komise jsou přesvědčeni, že používání navržené nomenklatury přispěje k dorozumění mezi odborníky různého zaměření, a tím i k rozvoji makromolekulární chemie v Československu.
* Source-based Nomenclature for Copolymers (Recommendations 1985). Pure Appl. Chem. 57, 1427-1440 (1985). Připraveno pracovní skupinou ve složení W. Ring (SRN); I. Mita (Japonsko); A. D. Jenkins (Velká Britanie); N. M. Bikales (USA); složení komise IUPAC je uvedeno v originálním dokumentu.
** Členové komise: M. Beneš, P. Čefelín, J. Kahovec, J. Kálal, P. Kratochvíl, M. Kučera, B. Meissner, J. Pouchlý, J. Zachoval.
Kopolymery získaly značný význam ve vědeckém výzkumu i v průmyslových aplikacích. Proto by bylo velice užitečné vytvořit důsledný a jasně definovaný systém sloužící k jejich pojmenování. Tomuto účelu mají sloužit zde uvedené nomenklaturní návrhy. Jejich podstatou je systém, který vyznačuje způsoby sekvenčního uspořádání monomerních jednotek v molekulách kopolymerů.
V zásadě by bylo žádoucí, aby nomenklatura kopolymerů byla odvozována od jejich struktury. Takový systém však předpokládá znalost struktury všech konstitučních jednotek, jakož i znalost jejich sekvenčního uspořádání v molekulách kopolymeru; taková informace je však u syntetických polymerů, s nimiž se setkáváme v praxi, k dispozici jen zřídka. Proto tento dokument navrhuje nomenklaturní systém odvozený od názvů monomerů.
Systém se snaží zachovat pokud možno konzistenci se zkrácenou nomenklaturou syntetických polypeptidů, publikovanou Komisí pro biochemickou nomenklaturu IUPAC-IUB [3]. Používání systému nemá odrazovat od užití nomenklatury založené na struktuře, pokud je struktura kopolymeru úplně známa a pokud se na ni dají aplikovat pravidla pro jednopramenné polymery [2-4]. Nomenklaturní systém zde uváděný má nahradit předchozí doporučení [5] publikované v roce 1952.
Předkládaný nomenklaturní systém je určen pro kopolymery. Podle definice jsou kopolymery polymery odvozené od více než jednoho monomeru [1]. Různé druhy kopolymerů se liší způsobem sekvenčního uspořádání nomomerních jednotek v makromolekulách. K vyznačení monomerních jednotek se obecně používají názvy monomerů; mohou to být triviální, semisystematické nebo systematické názvy. Druhy kopolymerů jsou:
| kopolymery s neurčeným uspořádáním monomerních jednotek | (pravidlo 1) |
| kopolymery statistické | (pravidlo 2.1) |
| kopolymery nahodilé | (pravidlo 2.2) |
| kopolymery alternující | (pravidlo 3) |
| kopolymery periodické | (pravidlo 4.1) |
| kopolymery blokové | (pravidlo 5.1) |
| kopolymery roubované | (pravidlo 6.1) |
V případech, kdy molekuly kopolymeru mohou být popsány jen jedním druhem konstituční jednotky v jediném sekvenčním uspořádání, je kopolymer regulárním polymerem [1] a lze jej tedy pojmenovat na základě jeho struktury [2-4]. Příklady budou uvedeny později v textu.
Polymery, které jsou odvozené od jediného monomeru a jejichž monomerní jednotky se liší konstitucí nebo konfigurací, nejsou, v souladu se základními definicemi [1], považovány za kopolymery. Příklady polymerů, které nejsou kopolymery:
(a) polybutadien se sekvencemi jednotek 1,2 a 1,4
(b) poly(methyloxiran), známý též jako poly(propylenoxid), získaný polymerizací směsi dvou enantiomerů (R a S) a obsahující jednotky R i S.
Překládaný nomenklaturní systém je však možno použít i pro takovéto pseudokopolymery. Jako kopolymer může být pojmenován také polymer, jehož monomerní jednotky se liší konstitucí v důsledku chemické modifikace výchozího homopolymeru, např.
(c) částečně hydrolyzovaný poly(vinylacetát) obsahující esterové i alkoholové jednotky.
V dodatku je popsán alternativní nomenklaturní systém, který může být za některých okolnosti výhodnější.
Systematické názvosloví kopolymerů odvozené od názvů monomerů musí vyznačit kromě názvů monomerů vytvářejících kopolymer i sekvenční uspořádání různých monomerních jednotek. Podle předloženého návrhu se název kopolymeru tvoří takto: po předponě „poly“ se uvedou názvy monomerů tvořících kopolymer a mezi názvy každé dvojice monomerů se vloží kursivou psaná spojovací částice; ta určuje způsob uspořádání obou typů monomerních jednotek ve struktuře polymeru. V dalším textu je uvedeno sedm druhů sekvenčního uspořádání, příslušné spojovací částice a příklady, v nichž A, B a C představují název monomerů. (Pořadí, v němž jsou A, B a C uvedeny, nemá vyjadřovat jejich významnost, pokud není určena pravidly. Proto je často možný více než jeden název.)
| druh kopolymeru | spojovací částice* | příklad |
| s neurčeným uspořádáním | -co- | poly(A-co-B) |
| statistický | -stat- | poly(A-stat-B) |
| nahodilý | -ran- | poly(A-ran-B) |
| alternující | -alt- | poly(A-alt-B) |
| periodický | -per- | poly(A-per-B-per-C) |
| blokový | -block- | polyA-block-polyB |
| roubovaný | -graft- | polyA-graft-polyB |
O každém z těchto druhů kopolymerů je podrobněji pojednáno dále. Jestliže má být vyznačena chemická povaha koncových skupin, kladou se jejich systematické názvy před název kopolymeru. Prefix a se vztahuje ke koncové jednotce připojené vlevo, prefix w pak ke koncové jednotce připojené vpravo k napsané struktuře.
Příklad:
a -X-w -Y-poly(A-co-B)
Pravidlo 1 Neurčené sekvenční uspořádání monomerních jednotek se označuje (A-co-B)
a odpovídající kopolymer se nazývá poly(A-co-B).
Příklad:
Kopolymer styrenu a methylmethakrylátu s neurčeným sekvenčním uspořádáním monomerních jednotek se nazývá
poly(styren-co-methylmethakrylát).
Statistické kopolymery jsou kopolymery, v nichž se zastoupení sekvencí monomerních jednotek (sekvenční distribuce) řídí známými statistickými zákony. Sekvenční distribuce monomerních jednotek může kupříkladu vyhovovat markovovské statistice nultého řádu (bernoulliovská statistika), prvního, druhého nebo vyšších řádů. Z kinetického hlediska neprobíhají elementární procesy vedoucí ke vzniku statistického sekvenčního uspořádání monomerních jednotek nutně se stejnou a priori pravděpodobností. Tyto procesy mohou vést k různým druhům sekvenční distribuce; monomerní jednotky mohou pak jevit tendenci k alternaci, ke shlukování stejných jednotek, případně nemají vůbec tendenci k uspořádanosti [6]. Při jednoduché binární kopolymerizaci může sekvenční distribuci charakterizovat číselná hodnota funkce poměrů reaktivit nebo veličiny „run number“ [6,7].
Podle naší definice zahrnuje „termín statistický kopolymer“ velkou část kopolymerů připravovaných současnou polymerizací směsi dvou nebo více monomerů. Takové kopolymery jsou často v literatuře označovány jako nahodilé kopolymery. Použití termínu „nahodilý“ je však v této souvislosti téměř vždy nesprávné a tato praxe by měla být opuštěna.
Pravidlo 2.1 Statistické sekvenční uspořádání monomerních jednotek se označuje
(A-stat-B), (A-stat-B-stat-C), atd.
Částice -stat- udává, že se statistická sekvenční distribuce jednotek A, B, C atd. považuje za známou. Statistické kopolymery se nazývají
poly(A-stat-B), poly(A-stat-B-stat-C), atd.
Příklady:
poly(styren-stat-butadien)
poly(styren-stat-akrylonitril-stat-butadien).
Nahodilé kopolymery. Nahodilý kopolymer je zvláštní případ statistického kopolymeru. Pravděpodobnost výskytu dané monomerní jednotky na kterémkoli daném místě v řetězci nezávisí u nahodilého kopolymeru na povaze sousedních jednotek (bernoulliovská distribuce). Jinými slovy, pravděpodobnost výskytu sekvence ... ABC ... monomerních jednotek A, B, C ... P[... ABC ...] v takovém kopolymeru je dána výrazem
,
kde P[A], P[B], P[C] atd. jsou nepodmíněné pravděpodobnosti výskytu různých monomerních jednotek. Jak již bylo poznamenáno výše, termín „nahodilý“ se má používat jen v tomto úzkém smyslu, nikoliv pro statistické kopolymery všeobecně.
Někteří autoři užívají termín „nahodilý“ k označení bernoulliovského případu vymezeného další podmínkou přítomnosti monomerních jednotek v přesně stejných množstvích [8].
Pravidlo 2.2 Nahodilé sekvenční uspořádání monomerních jednotek se označuje
(A-ran-B), (A-ran-B-ran-C) atd.,
kde -ran- udává nahodilou sekvenční distribuci jednotek A, B, C atd.* Nahodilé polymery se nazývají
poly(A-ran-B), poly(A-ran-B-ran-C), atd.
Příklad:
poly(ethylen-ran-vinylacetát)
* Pozn. překladatele: z anglického „random“Alternující kopolymer je kopolymer obsahující dva druhy monomerních jednotek uspořádaných v střídavém pořadí. Uspořádání
-ABABABAB- neboli (AB)n
tedy představuje alternující kopolymer.
Pravidlo 3 Alternující sekvenční uspořádání monomerních jednotek se označuje (A-alt-B) a odpovídající alternující kopolymer se nazývá poly(A-alt-B).
Příklad:
poly(styren-alt-maleinanhydrid).
Alternující sekvenční uspořádání může vést ke konstitučně regulární struktuře, kterou je možno rovněž pojmenovat s použitím nomenklatury regulárních jednopramenných organických polymerů odvozené ze struktury. Uvedený příklad by se tedy nazýval
poly[(2,5-dioxotetrahydrofuran-3,4-diyl)(1-fenylethylen)].
Kromě alternujících kopolymerů jsou známy i jiné struktury, v nichž se monomerní jednotky objevují v uspořádané sekvenci, například:
| -ABCABCABC- | nebo též (ABC)n |
| -ABBABBABB- | nebo též (ABB)n |
| -AABBAABBAABB- | nebo též (AABB)n |
| -ABACABACABAC- | nebo též (ABAC)n. |
Pravidlo 4.1 Periodické sekvenční uspořádání monomerních jednotek se označuje
(A-per-B-per-C)
(A-per-B-per-B)
(A-per-A-per-B-per-B)
(A-per-B-per-A-per-C) atd.
a odpovídající periodické kopolymery se nazývají
poly(A-per-B-per-C)
poly(A-per-B-per-B)
poly(A-per-A-per-B-per-B)
poly(A-per-B-per-A-per-C) atd.
Jestliže jsou tyto polymery regulární, dají se též pojmenovat podle nomenklatury regulárních jednopramenných organických polymerů odvozené ze struktury [2].
Příklady:
(a) Směs tří monomerů, ethylen-fenylfosfonitu, methylakrylátu a oxidu uhličitého může poskytnout kopolymer s periodickým uspořádáním
který se nazývá poly[(ethylen-fenylfosfonit)-per-methylakrylát-per-(oxid uhličitý)]. Název odvozený ze struktury je poly[oxyethylenoxy(fenylfosfonoyl) [2-(methoxykarbonyl)-3-oxotrimethylen]].
(b) Směs dvou monomerů, formaldehydu a oxiranu, může poskytnout kopolymer s periodickým sekvenčním uspořádáním
který se nazývá
poly(formaldehyd-per-oxiran-per-oxiran) nebo
poly[formaldehyd-alt-bis(oxiran)] nebo případně
poly(oxymethylenoxyethylenoxyethylen).
Pravidlo 4.2 Obsahují-li kopolymerní struktury několik druhů opakujících se míst, z nichž jen některá jsou vždy obsazována určitým druhem monomerních jednotek (A, B ...) a ostatní místa jsou pak obsazována dvěma nebo více druhy monomerních jednotek (U, V...) v nepravidelném uspořádání, kladou se názvy monomerů na těchto druhých místech do závorek a oddělují se středníkem.
Příklady:.
(a) Kopolymer se sekvenčním uspořádáním
-AUAVAVAUAVAUAU- se nazývá
poly[A-alt-(U; V)].
(b) Kopolymer se sekvenčním uspořádáním
-AUBUAVBUAVBVAUBVAUBU- se nazývá
poly[A-per-(U;V)-per-B-per-(U; V)].
Blokový kopolymer je polymer, v jehož molekulách jsou bloky uspořádány lineárně. Blok je definován jako část molekuly polymeru, v níž mají monomerní jednotky alespoň jeden konstituční nebo konfigurační znak, který chybí částem sousedním [1]. V blokovém kopolymeru je rozlišovací znak konstituční, tj. každý z bloků obsahuje jednotky odvozené od různého druhu monomeru.
V sekvenčních uspořádáních
-AAAAAAAA-BBBBBBBBBBB-
-AAAAAAA-BBBBBBBBBBBB-AAAAAAAA
-AABABAAABB-AAAAAAAA-BBBBBBBBBBB
jsou sekvence -AAAAAAAA-, BBBBBBBBBBB- a -AABABAAABB- bloky.
Pravidlo 5.1 Blokové uspořádání se označuje
Ak-block-Bm, Ak-block-(A-stat-B) atd.
a odpovídající polymeřy se nazývají
polyA-block-polyB, polyA-block-poly(A-stat-B) atd.
Není-li ohrožena jednoznačnost, může být spojení bloku označeno dlouhou pomlčkou:
polyA–polyB.
Ve složitějších případech se však doporučuje užít částice -block- a ne dlouhé pomlčky. Pořadí, v kterém jsou uváděny názvy bloků, odpovídá posloupnosti bloků v řetězci napsaných zleva doprava.
Příklady:
Indexy k, m ... uvedené v následujících příkladech, mohou být čísla obecná nebo určitá (viz Pravidlo 5.3). V první řádce je vždy uvedeno sekvenční uspořádání bloků, v druhé řádce odpovídající název polymeru a v třetí konkrétní případ.
Ak-block-Bm
polyA-block-polyB
polystyren-block-polybutadien
Ak-block-Bm-Ak
polyA-block-polyB-block-polyA
polystyren-block-polybutadien-block-polystyren
(A-stat-B)-block-Ak-block-Bm
poly(A-stat-B)-block-polyA-block-polyB
poly(styren-stat-butadien)-block-polystyren-block-polybutadien
Ak-block-Bn-block-Cm
poly A-block-polyB-block-polyC
polystyren-block-polybutadien-block-poly(methylmethakrylát).
Pravidlo 5.2 Opakuje-li se posloupnost bloků, jako například
-Ak-Bn-Cm-
použije se vhodný násobící prefix.
Příklady:
(Ak-block-Bn-block-Cm)
tris(polyA-block-polyB-block-polyC)
(Ak-block-Bn-block-Cm)p
poly(polyA-block-polyB-block-polyC).
Pravidlo 5.3 Dá-li se určit délka řetězce v bloku, je možno místo „poly“ použít vhodný řecký prefix (např. hekta pro 100). Pro krátké sekvence, i když, přísně vzato, nejsou pojaty do definice bloku, lze s výhodou použít stejného způsobu, a to s obecným prefixem „oligo“ nebo s příslušným určitým prefixem (např. tri).
Příklady:
Ac-block-B8
oligoA-block-oktaB
(Ac-block-Bk-block-C3)n
poly(oligoA-block-polyB-block-triC)
(Ac-block-Bk)4
tetrakis(oligoA-block-polyB).
Index c je malé celé číslo odpovídající polymerizačnímu stupni oligomerní sekvence.
Pravidlo 5.4 Blokové kopolymery odvozené od více než dvou monomerů, které mají statistické sekvenční uspořádání bloků, se nazývají podle zásad právidla 2.1.
Příklad:
Statistické sekvenční uspořádání
-Ak-block-Bm-block-Cn-block-Bm-block-Ak-block-Cn-
se nazývá
poly(polyA-stat-polyB-stat-polyC).
Pravidlo 5.5 Jsou-li v blokovém kopolymeru bloky spojeny spojovacími jednotkami X, jež nejsou součástí bloků, vsune se název spojovací jednotky na patřičné místo názvu kopolymeru. Spojovací částice -block- může být vynechána.
Ak-block-X-block-Cm nebo Ak-X-Cm
se nazývá
polyA-block-X-block-polyC nebo polyA-X-polyC.
Stejné označení se dá použít i pro blokové kopolymery.
Příklady:
polystyren-block-dimethylsilylen-block-polybutadien nebo
polystyren-dimethylsilylen-polybutadien
polystyren-block-dimethylsilylen-block-polystyren nebo
polystyren-dimethylsilylen-polystyren.
Pravidlo 5.6 Blokový kopolymer, v němž jsou bloky Ak a Bm spojené spojkami X rozděleny v molekulách polymeru statisticky, jako ve struktuře
-Ak-block-X-block-Bm-block-X-block-Bm-block-X-block-Ak se nazývá
(polyA-block-X)-stat-(polyB-block-X).
Blokový kopolymer, v němž bloky Ak a Bm i spojovací jednotky X jsou rozděleny statisticky, jako ve struktuře
-Ak-block-X-block-Bm-block-Ak-block-Bm-block-X-block-Bm-block-X-block-Ak- se nazývá
poly(polyA-stat-X-stat-polyB).
Roubovaný polymer je polymer; jehož molekuly obsahují jeden nebo více druhů bloků připojených k hlavnímu řetězci jako boční řetězec, přičemž boční řetězec se od hlavního řetězce liší konstitucí nebo konfigurací [1]. V roubovaném kopolymeru se boční řetězce odlišují od hlavního řetězce konstitucí, tj. boční řetězce obsahují jednotky odvozené od alespoň jednoho druhu monomeru rozdílného od monomerů, z nichž jsou tvořeny jednotky hlavního řetězce.
Pravidlo 6.1 Nejjednodušší případ roubovaného kopolymeru se dá označit Ak-graft-Bm nebo 
a odpovídající název je
polyA-graft-polyB.
Přitom monomer uvedený jako první (v tomto případě A) tvoří jednotky hlavního řetězce, kdežto monomer (B), uvedený jako druhý, tvoří jednotky bočních řetězců.
Příklady:
V příkladech je vždy uvedeno sekvenční uspořádání kopolymeru, odpovídající název a konkrétní případ.
(a) Ak-graft-Bm
polyA-graft-polyB
polybutadien-graft-polystyren
(polystyren roubovaný na polybutadien)
(b) (Ak-block-Bm)-graft-Cn
(polyA-block-polyB)-graft-polyC
(polybutadien-block-polystyren)-graft-polyakrylonitril
(polyakrylonitril roubovaný na blokový kopolymer polybutadien-polystyren na neurčených místech)
(c) (A-stat-B)-graft-Cn
poly(A-stat-B)-graft-polyC
poly(butadien-stat-styren)-graft-polyakrylonitril (polyakrylonitril roubovaný na statistický kopolymer butadien-styren na neurčených místech)
(d) Ak-block-(Bm-graft-Cn)
polyA-block-(polyB-graft-polyC) nebo
(polyB-graft-polyC)-block-polyA
polybutadien-block-(polystyren-graft-polyakrylonitril) nebo (polystyren-graft-polyakrylonitril)-block-polybutadien
(blokový kopolymer polystyren-polybutadien s polyakrylonitrilem naroubovaným na polystyrenovém bloku)
(e) Ak-graft-(B-co-C)-block-Bm
polyA-graft-poly(B-co-C)-block-polyB nebo
polyB-block-polyA-graft-poly(B-co-C)
polybutadien-graft-poly(styren-co-akrylonitril)-block-polystyren nebo
polystyrenblock-polybutadien-graft-poly(styren-co-akrylonitril)
(blokový kopolymer polybutadien-polystyren s kopolymerem styren-akrylonitril o neurčeném sekvenčním uspořádání monomerních jednotek, naroubovaným na polybutadienový blok).
Pravidlo 6.2 Jestliže je k hlavnímu řetězci připojeno více druhů roubovaných řetězců, používá se k oddělení názvů nebo symbolů roubů středník.
Příklad:
Ak-graft-(Bm; Cn)
poly-graft-(polyB; polyC)
polybutadien-graft-[polystyren; poly(methylmethakrylát)]
(řetězce polystyrenu a poly(methylmethakrylátu) naroubované na polybutadienový hlavní řetězec).
Pravidlo 6.3 Roubované kopolymery o známém počtu roubovaných řetězců je možno pojmenovat za použití číselných prefixů (mono, bis, tris atd).
Příklad:
Ak(-graft-Bm)3
polybutadien-tris(-graft-polystyren)
(tři polystyrenové rouby na polybutadienovém hlavnim řetězci). Je-li místo naroubování známo, může se v názvu vyznačit.
Příklad:
A10-block-(X-graft-Bm)-block-A15
dekaA-block-(X-graft-polyB)-block-pentadekaA
dekabutadien-block-(methylsilantriyl-graft-polystyren)-block-pentadekabutadien.
Systém pojmenování roubovaných kopolymerů je v zásadě použitelný také pro hvězdicové kopolymery, v nichž jsou řetězce s různou konstitucí spojeny středovou jednotkou.
Příklady:
(a) Ak-block-[X-(graft-Bm)2]-block-Ak nebo
Bm-block-[X-graft-Ak)2]-block-Bm
polyA-block-[X-bis(-graft-polyB)]-block-polyA nebo
polyB-block-[X-bis(-graft-polyA)]-block-polyB
polystyren-block-[silantetrayl-bis(-graft-polybutadien)]-block-polystyren nebo
polybutadien-block-[silantetrayl-bis(-graft-polystyren)]-block-polybutadien
(dva polystyrenové a dva polybutadienové řetězce připojené k centrálnímu atomu Si):
(b) Ak-block-[X-graft-(Bm; Cn)]-block-Dp
polyA-block-[X-graft-(polyB; polyC)]-block-polyD
polystyren-block-[silantetrayl-graft-(polybutadien; polyisopren)]-block-polymethylmethakrylát
(řetězce polybutadienu, polyisoprenu, polystyrenu a polymethylmethakrylátu, připojené k témuž centrálnímu atomu Si).
Pokud neexistuje pravidlo významnosti, jsou možné i jiné názvy.
Nomenklaturní systém pro kopolymery je použitelný také pro polymery připravené kondenzační polymerizací více než jednoho druhu monomeru, nebo obecněji, polymerizací více než jednoho druhu monomeru, při níž mohou vzájemně reagovat molekuly všech velikostí (tj. monomery, oligomery, polymery). Přitom můžeme rozlišovat polymery připravené polykondenzací homopolymerizovatelných monomerů od polymerů připravených polykondenzací komplementárních složek, které obyčejně nehomopolymerizují.
Důsledná aplikace definice kopolymeru zahrnuje i polymery jako je poly(ethylentereftalát) nebo poly(hexamethylenadipamid) {které jsou běžně považovány za homopolymery), protože k jejich přípravě se mohou použít dva monomery. Mají-li polymery tohoto typu konstitučně regulární struktury a jsou tedy regulárními polymery, lze použít též nomenklaturu pro regulární jednopramenné organické polymery [2]. Ta platí kupříkladu pro polymer odvozený od tereftalové kyseliny a ethylenglykolu, který by se podle nomenklatury kopolymerů odvozené od názvů monomerů nazýval
poly(ethylenglykol-alt-tereftalová kyselina),
pokud by byl opravdu připraven kondenzační polymerizací vycházející z tereftalové kyseliny a ethylenglykolu. Je-li však výchozí látkou kyselý ester
HOCH2CH2OCOC6H4COOH,
je vhodným názvem odvozeným od monomeru název homopolymeru. Vychází-li se při výrobě z bis(2-hydroxyethyl]-tereftalátu HOCH2CH2OCOC6H4COOCH2CH2OH (velmi užívaného v průmyslu], je možný také název poly[bis(2-hydroxyethyl)-tereftalát].
Název odvozený ze struktury je
poly(oxyethylenoxytereftaloyl).
Přípustný je i v literatuře rozšířený triviální název poly(ethylentereftalát).
Pro všechny polymery připravené kondenzační polymerizací dvou komplementárních dvojfunkčních složek („monomerů“) reagujících v poměru 1 : 1 za vzniku „hypotetického monomeru“, jehož polymerizace by vedla k uvažovanému produktu, je vhodná nomenklatura pro jednopramenné polymery odvozená od struktury. Jelikož vzniklý polymer je regulární, může být prezentován jako polymer s jedinou opakující se konstituční jednotkou. Je třeba poznamenat, že uvedené názvosloví lze užít jen pro případy, kdy je molární poměr složek 1:1 a složky jsou výlučně dvojfunkční.
Zavedením třetí složky do reakčního systému se stává užití nomenklatury kopolymerů nezbytné a logicky vyplývá z předchozích pravidel, jak ukazují následující příklady. Kopolymer odvozený z reakce ethylenglykolu se směsí tereftalové a isoftalové kyseliny by se nazýval
poly(ethylenglykol-alt-tereftalová kyselina)-co-(ethylenglykol-alt-isoftalová kyselina),
poly(ethylentereftalát-co-ethylenisoftalát) nebo
poly[(ethylenglykol-alt-(tereftalová kyselina; isoftalová kyselina)].
Kopolymer vzniklý z oligo(adipová kyselina-alt-1,4-butandiolu) a oligo(2,4-toluendiisokyanát-co-2,2-bis(hydroxymethyl)propanolu) za přítomnosti 2,2-bis(hydroxymethyl)propanolu se nazývá
poly[oligo(adipová kyselina-alt-1,4-butandiol)-co--oligo(2,4-toluendiisokyanát)-co-2,2-bis(hydroxymethyl]propanol)-co-2,2-bis(hydroxymethyl)propanol)].
Polymer pocházející z kondenzační polymerizace jediného skutečného monomeru, jehož molekuly jsou zakončeny dvěma různými komplementárními funkčními skupinami (např. 6-aminohexanová kyselina), je podle definice (regulérní) homopolymer. Jestliže spolu reagují dva různé monomery tohoto typu, je produktem kopolymer. Například, jestliže 6-aminohexanová kyselina kopolymerizuje se 6-aminoheptanovou kyselinou, produkt se statistickou distribucí monomerních jednotek se nazývá:
poly[(6-aminohexanová kyselina-stat-(7-aminoheptanová kyselina)].
Indexy umístěné bezprostředně za název monomeru nebo bloku označují stupeň polymerizace nebo stupeň opakování. Hmotnostní zlomky, molární zlomky, molární a relativní molekulové hmotnosti - jež jsou ve většině případů průměrné veličiny - lze vyjádřit umístěním odpovídajících čísel za úplným názvem nebo symbolem kopolymeru. Pořadí těchto údajů je stejné jako pořadí monomerů v názvu nebo symbolu kopolymeru. Neznámé veličiny lze označit a, b atd.
Ačkoliv je toto schéma možno rozšířit na složité případy, doporučuje se omezit jeho užívání na jednoduché kopolymery. Použití pro komplikovanější systémy má být vysvětleno v textu.
Pravidlo 8.1 Hmotnostní zlomky nebo hmotnostní procenta monomerních jednotek se uvádějí v závorkách za názvem kopolymeru. Pak následuje symbol „w“ pro hmotnostní zlomky nebo „hmot.%“ pro hmotnostní procenta. Pořadí údajů v závorkách je stejné jako pořadí monomerů v názvu.
Příklady:
(a) polybutadien-graft-polystyren (0,75 : 0,25w) nebo
poiybutadien-graft-polystyren (75 : 25 hmot.%)
(roubovaný kopolymer obsahující 75 hmotnostních procent polybutadienu a 25 hmotnostních procent polystyrenu)
(b) polybutadien-graft-poly(styren-stat-akrylonitril) (0,75 : a : b w) nebo
polybutadien-graft-poly(styren-stat-akrylonitril) (75 : a : b hmot.%)
(roubovaný kopolymer obsahující 75 hmotnostních procent butadienových jednotek jako hlavní řetězec a neznámá množství statisticky uspořádaných styrenových a akrylonitrilových jednotek v roubovaných řetězcích).
Pravidlo 8.2 Molární zlomky nebo molární procenta monomerních jednotek se uvádějí v závorkách za názvem kopolymeru. Pak následuje symbol „x“ pro molární zlomky nebo „mol.%“ pro molární procenta. Pořadí údajů v závorkách je stejné jako pořadí monomeru v názvu.
Příklad:
polybutadien-graft-polystyren (0,85 : 0,15 x) nebo
polybutadien-graft-polystyren (85 : 15 mol.%)
(roubovaný kopolymer obsahující 85 molárních procent butadienových jednotek a 15 molárních procent styrenových jednotek).
Pravidlo 8.3 K názvu kopolymeru vytvořeného podle pravidel 8.1 a 8.2 je možno připojit číselný údaj molární hmotnosti, relativní molekulové hmotnosti nebo stupně polymerizace, spolu s charakterizujícím symbolem M, Mr nebo DP.
Příklady:
polybutadien-graft-polystyren (75 : 25 hmot.%; 90 000 : 30 000 Mr)
(roubovaný kopolymer skládající se ze 75 hmotnostních procent butadienových jednotek s relativní molekulovou hmotností 90 000 v hlavním řetězci a 25 hmotnostních procent styrenových jednotek v roubovaných řetězcích o relativní molekulové hmotnosti 30 000)
polybutadien-graft-polystyren (1700 : 290 DP)
(roubovaný kopolymer skládající se z polybutadienového hlavního řetězce o stupni polymerizace 1700, na němž je naroubován polystyren o stupni polymerizace 290).
* Pozn. překladateleNomenklaturní systém kopolymerů popsaný v hlavním textu tohoto dokumentu má umožnit pojmenování každého kopolymeru systematickým názvem; ať je jeho struktura jakkoli složitá. Důsledkem mohou být v některých případech nadměrně dlouhé systematické názvy. V literatuře je však popsáno mnoho strukturně jednoduchých kopolymerů, a ty je možno pojmenovat alternativním, stručnějším způsobem.
Alternativní nomenklaturní systém je založen na těchto zásadách.
(i) Kopolymer je popsán prefixem "copoly", za kterým jsou uvedeny názvy použitých monomerů (nomenklatura odvozená z názvů monomerů). Prefix se užije jen jednou, právě tak jako se prefix „poly“ používá jen jednou při pojmenování regulárních jednopramenných polymerů [2] (dále nazývaných regulární polymery) nebo jednoduchých kopolymerů popsaných v hlavním textu.
Příklad:
copoly(styren/butadien).
(ii) Typ struktury kopolymeru (spojovací částice block, alt, atd. v hlavním nomenklaturním systému) se označuje kursivou psaným prefixem, který se klade před „copoly“.
Příklad:
block-copoly(styren/butadien).
(iii) V hlavní části názvu kopolymeru jsou uvedeny jen názvy monomerů; koncové jednotky jsou vyznačeny před hlavním názvem (za použití prefixů a a w ); spojovací jednotky mezi bloky jsou vyznačeny za hlavním názvem symbolem m .
Příklad:
block-copoly(styren/butadien)-m -dimethylsilylen.
(iv) Hmotnostní zlomek, molární zlomek, relativní molekulová hmotnost, molární hmotnost nebo stupeň polymerizace monomerních jednotek v kopolymerech se uvádějí v závorkách za názvem kopolymeru.
(v) Kromě zásad stanovených v (i) - (iv) užívají se pro složitější kopolymer i některé další konvence, například není-li možno určit jednoznačně strukturu.
Pro pořadí, v jakém jsou uváděny názvy monomerů, nejsou dána žádná obecná pravidla významnosti. U blokových nebo periodických kopolymerů odpovídá pořadí názvů monomerů sledu, ve kterém se monomerní jednotky vyskytují v molekulách. U roubovaných kopolymerů se uvádí na prvním místě monomer, z něhož vznikl hlavní řetězec.
V příkladech je nejprve uveden alternativní název podle tohoto dodatku, a pak uveden název vytvořený podle systému popsaného v hlavním textu tohoto dokumentu.
Pravidlo A1.1 Název kopolymeru se skládá z prefixu „copoly“, za nímž jsou v závorkách vyjmenovány použité monomery; jsou odděleny lomítky
copoly(A/B), copoly(A/B/C) atd.,
kde A, B a C představují názvy použitých monomerů
Příklad:
| copoly(styren/methylmethakrylát) | alternativní název |
| poly(styren-co-methylmethakrylát) | základní název |
Pravidlo A1.2 Je-li uspořádání monomerních jednotek v kopolymeru známo, označuje se jedním z těchto prefixů psaných kursivou: stat- (statistický), ran- (nahodilý), alt- (alternujicí), per- (periodický), block- (blokový) nebo graft- (roubovaný) (viz Klasifikace a definice kopolymerů v hlavním textu).
Příklady:
stat-copoly(styren/butadien)
poly(styren-stat-butadien)
ran-copoly(ethylen/vinylacetát)
poly(ethylen-ran-vinylacetát)
alt-copoly(styren/maleinanhydrid)
poly(styren-alt-maleinanhydrid)
per-copoly(ethylen-fenylfosfonit/methylakrylát/oxid uhličitý)
poly[(ethylen-fenylfosfonit)-per-methylakrylát-per-(oxid uhličitý)]
block-copoly(styren/butadien/methylmethakrylát)
polystyren-block-polybutadien-block-poly(methylmethakrylát)
graft-copoly(butadien/styren)
polybutadien-graft-polystyren
Pravidlo A1.3 Pokud se v periodickém kopolymeru vyskytují monomerní jednotky určitého druhu ve skupinách, je možné toto opakování vyznačit prefixem „poly-kis“. Podobně je možné vyznačit opakování souboru bloků v blokovém kopolymeru, ať je počet opakování známý nebo neznámý.
Příklady:
per-copoly(A/B/B/B) = per-copoly(A/trisB) = alt-copoly(A/trisB)
poly(A-per-trisB)
block-copoly(A/B/C/A/B/C/A/B/C) = block-copoly[tris(A/B/C)]
tris(polyA-block-polyB-block-polyC)
per-copoly[formaldehyd/bis(oxiran)]
poly[formaldehyd-per-bis(oxiran)]
Pravidlo A1.4 Pokud je možné obsadit jeden druh místa v jinak alternujícím nebo periodickém kopolymeru jednotkami odvozenými od dvou nebo více monomerů (jako v kopolymerech uvažovaných v pravidle 4.2 hlavního textu), jsou názvy kopolymerů založeny na zásadách hlavního textu a pravidlech tohoto dodatku.
Příklady:
per-copoly[A/B; (C; D)]
poly[A-per-B-per(C; D)]
alt-copoly[methylmethakrylát/(styren; 1-vinylnaftalen)]
poly[methylmethakrylát-alt-(styren; 1-vinylnaftalen)]
Týž postup lze užít k pojmenování roubovaných kopolymerů s dvěma nebo více různými typy větví (B, C atd.) naroubovaných na hlavním řetězci (A).
Příklady:
graft-copoly[A/(B; C)]
polyA-graft-(polyB; polyC)
graft-copoly[butadien !(styren; methylmethakrylát)]
polybutadien-graft-[polystyren; poly(methylmethakrylát)]
Pravidlo A 1.5 Koncové jednotky (jimž předcházejí prefixy a a w jsou vyznačeny před hlavním názvem kopolymeru, ale spojovací jednotky mezi bloky (jimž předchází prefix m ) se vyznačují za hlavním názvem kopolymeru. Pokud se ve struktuře jeden druh spojovací jednotky vyskytuje více než jednou, je možné užít vhodného násobícího prefixu (bis, tris atd.). Vyskytuje-li se ve struktuře více druhů spojovacích jednotek, lze je označit m 1, m 2 atd.
Příklady:
a -butyl-w -karboxy-block-copoly(styren/butadien)
a -butyl-w -karboxy-polystyren-block-polybutadien
block-copoly(styren/butadien)-m -dimethylsilylen
polystyren-block-dimethylsilylen-block-polybutadien
block-copoly(styren/butadien/styren)-bis-(m -dimethylsilylen)
polystyren-block-dimethylsilylen-block-polybutadien-block-dimethylsilylen-block-polystyren
graft-copoly(butadie/styren)-polykis(m -methylsilantriyl).
Pravidlo A1.6 Vyznačení hmotnostních zlomků, molárních zlomků, relativních molekulových hmotností a stupňů polymerizace se provádí podle pravidel oddílu hlavního textu.
Alternativní nomenklaturu je možné rozšířit i na kopolymery složitější. Následující pravidla a příklady se týkají několika takových případů. Obecně by však u složitějších struktur měla být dána přednost nomenklaturnímu systému popsanému v hlavní části tohoto dokumentu.
Pravidlo A2 Obsahuje-li roubovaný nebo blokový kopolymer blok, který je sám kopolymerem, nazývá se tento blok
co(B/C)
případně s odpovídajícím prefixem (viz pravidlo A1.2).
Příklady:
block-copoly[stat-co(styren/butadien)/styren/butadien]
poly(styren-stat-butadien)-block-polystyren-block-polybutadien
block-copoly[styren/graft-co(butadien/akrylonitril)]
polystyren-block-(polybutadien-graft-polyakrylonitril)
graft-copoly[stat-co(butadien/styren)/akrylonitril]
poly(butadien-stat-styren)-graft-polyakrylonitril
block-copoly-graft-co[butadien/-stat-co(styren/akrylonitril)]/styren
[polybutadien-graft-poly(styren-stat-akrylonitril)]-block-polystyren
Zásady hlavního textu a pravidla tohoto dodatku je možné použít i pro polymery připravené polykondenzací nebo podobnou polymerizací.
Příklady alternativních názvů:
copoly(6-aminohexanová kyselina/7-aminoheptanová kyselina)
alt-copoly(ethylenglykol/tereftalová kyselina)
alt-copoly[ethylenglykol/(tereftalová kyselina; isoftalová kyselina)].