Polümerisatsioon on keemilise protsessi nimi, mille tulemusena moodustuvad makromolekulid (suured molekulid), mida nimetatakse polümeerideks, väiksemate molekulide, monomeeride, kombinatsiooni kaudu.
reaktsioon polümerisatsioon see on looduses väga levinud, nagu näeme süsivesikute (nagu tärklis) ja valkude (nagu piim kaseiin) sisalduses. See toimub ka sünteetiliselt, kuna valdav enamus polümeere, mida inimesed kasutavad oma igapäevaelus, on valmistatud kunstlikult.
Esimene polümeer, mis on toodetud polümerisatsioon sünteetiline oli bakeliit, 1909. aastal, mille autor oli Belgia keemik Leo Hendrik Baekeland.
Üldiselt monomeeri kombineerimiseks teisega (olenemata sellest, kas need on samad või erinevad) reaktsioonis polümerisatsioonon vajalik mõlema monomeeri vaba valentsi olemasolu (teostatav keemiline side).
Need valentsid tekivad sidemete purunemise tagajärjel katalüsaatorite (näiteks nikli) kasutamisel, välised tingimused, nagu valgus ja soojus, või struktuuri resonantsi nähtus (elektronide nihe).
Näiteks majapidamisriistades ja mänguasjades kasutatava polüpropüleeni (PP polümeer) moodustamisel pi link (π) jaotatakse igas molekulis järgmiselt:
Pi-sideme purunemine propüleenis
Seega saab iga propüleenmonomeer liituda kahe teise propüleenmonomeeriga ja moodustada polümeeri PP või polüpropüleeni (eesliide poly tähistab mitut monomeerset ühikut). Kõige tavalisem polümeeri esitamise viis on sulgude vahel olev monomeer ja väljastpoolt täht n, mis tähistab mitut monomeeri, nagu näeme PP polümeeri puhul:
PP polümeeri kujutamine
reaktsioon polümerisatsioon saab teha mitmel viisil, nagu näeme allpool:
a) Reaktsioon liitumispolümerisatsioon
Selles polümerisatsioon, on monomeeris alati pi-sideme katkemine, mis põhjustab struktuuris kahe vaba valendi ilmnemist, nagu näiteks polüetüleen, polümeer, mida kasutatakse laialdaselt farmaatsiapakendites.
Polüetüleeni lisamise polümeeri struktuurvalem
Kell polümerisatsioon polüetüleenist kasutatakse monomeerina etüleeni (eteeni) molekule, millel on kahe süsinikuaatomi vahel pi-side. Kui see side on katki, ilmub kaks vaba valentsi, üks igale pi-sidemega seotud süsinikuaatomile. Monomeerid ühinevad täpselt igas sellises valentsis, see tähendab, et ühe valents on seotud teise valentsiga jne.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Polüetüleeni moodustise võrrand
b) Liitmispolümerisatsiooni reaktsioon 1.4
Selles polümerisatsioonis on monomeeridel kaks vahelduvat kaksiksidet (üks pi ja üks sigma), mis soosib nähtust resonantsi (pi-sideme pi-elektronide positsiooni vaheldumine), nagu sünteetilise kautšuki (polübutadieeni) moodustumisel
Polübutadieeni struktuurivalem
Selle polümeeri monomeerne üksus on butadieen, millel on kaks vahelduvat kaksiksidet. Resonantsi korral on struktuuril kaksikside süsinike 2 ja 3 vahel ning kaks vaba valentsi süsinikel 1 ja 4. Just nendes süsiniku 1 ja 4 vabades valentsides monomeerid kombineeruvad.
Resonants butadieenis
c) reaktsioon kondenseerumise polümerisatsioon või kõrvaldamine
See on reaktsioon polümerisatsioon milles kohustuslikult kaks (sama või erinev) monomeeri kaotavad samaaegselt aatomid või rühmad, mille tulemuseks on kummaski kaks vaba valentsi. Sel viisil eemaldatakse alati vesinik monomeerist, mis seejärel ühendab halogeeni (F, Cl, Br, I), OH, NH2või teise monomeeri CN-le.
Niisiis polümerisatsioon elimineerimise teel moodustub alati vesi, halogeenitud hape (HCl, HI, HF, HBr), ammoniaak (NH3) või vesiniktsüaniidhape (HCN) lisaks polümeerile. Vaadake näiteks kangana kasutatava materjali polüestri moodustumise kujutist:
Polüestri moodustise võrrand
Polüestrit moodustavad monomeerid on p-benseendihape ja etaan-1,2-diool. Seda võime selles täheldada polümerisatsioon toimub veemolekulide eliminatsioon, kuna kahel monomeeril on kaks hüdroksüülrühma. Selles protsessis kaotab hape kaks hüdroksüülrühma ja dialkohol kaotab hüdroksüülrühmadest ainult vesiniku:
Polüesterkonstruktsioon
Polüestermonomeerid ühendatakse alkoholis sisalduva hapniku ja karboksüülhappes oleva süsinikuga.
Minu poolt. Diogo Lopes Dias
