Polümerisatsioon on keemilise protsessi nimi, mille tulemusena moodustuvad väiksemate molekulide, monomeeride, kombineerimise kaudu makromolekulid (suured molekulid), mida nimetatakse polümeerideks.
reaktsioon polümerisatsioon see on looduses väga levinud, nagu näeme süsivesikutes (nagu tärklis) ja valkudes (nagu kaseiin piimas). Seda esineb ka sünteetiliselt, kuna valdav osa inimeste igapäevaelus kasutatavatest polümeeridest on valmistatud kunstlikult.
Esimene polümeer, mis on toodetud polümerisatsioon sünteetiline oli bakeliit, 1909. aastal Belgia keemiku Leo Hendrik Baekelandi poolt.
Üldiselt, et monomeeri kombineeritakse teisega (olenemata sellest, kas need on samad või erinevad) reaktsioonis polümerisatsioon, on mõlemas monomeeris vajalik vaba valentsi olemasolu (teostatav keemiline side).
Need valentsid tekivad sidemete katkemise tulemusena katalüsaatorite (nt nikli) kasutamise tõttu. välised tingimused, nagu valgus ja soojus, või resonantsi nähtus struktuuris (elektronide nihe).
Näiteks majapidamisriistades ja mänguasjades kasutatava polüpropüleeni (PP-polümeer) moodustamisel
pi link (π) igas molekulis jaotatakse järgmiselt:
Pi-sideme katkemine propüleenis
Seega võib iga propüleeni monomeer seostuda kahe teise propüleenmonomeeriga ja moodustada polümeeri PP või polüpropüleeni (eesliide polü tähistab mitut monomeerset ühikut). Kõige tavalisem viis polümeeri kujutamiseks on monomeer sulgudes ja väljastpoolt täht n, mis tähistab mitut monomeeri, nagu näeme PP polümeeri puhul:
PP polümeeri kujutis
reaktsioon polümerisatsioon saab teha erineval viisil, nagu näeme allpool:
a) reaktsioon liitpolümerisatsioon
Selles polümerisatsioon, toimub monomeeris alati pi-side katkemine, mis põhjustab struktuuris kahe vaba valentsi ilmnemise, nagu ka monomeeri moodustumisel. polüetüleen, polümeer, mida kasutatakse laialdaselt farmaatsiapakendites.
Polüetüleeni lisapolümeeri struktuurivalem
Kell polümerisatsioon polüetüleenist kasutatakse monomeerina etüleeni (eteeni) molekule, millel on pi-side kahe süsinikuaatomi vahel. Kui see side katkeb, ilmub kaks vaba valentsi, üks igale pii-sidemega seotud süsinikuaatomile. Monomeerid ühinevad täpselt igas sellises valentsis, see tähendab, et ühe valents on seotud teise valentsiga jne.
Polüetüleeni moodustumise võrrand
b) Liitpolümerisatsiooni reaktsioon 1.4
Selles polümerisatsioonis on monomeeridel kaks vahelduvat kaksiksidet (üks pi ja üks sigma), mis soodustab nähtust. resonants (pi-sideme pi-elektronide positsiooni vaheldumine), nagu sünteetilise kautšuki (polübutadieen) moodustumisel
Polübutadieeni struktuurivalem
Selle polümeeri monomeerne ühik on butadieen, millel on kaks vahelduvat kaksiksidet. Resonantsi korral on struktuuril kaksikside süsiniku 2 ja 3 vahel ning süsiniku 1 ja 4 vahel kaks vaba valentsi. Täpselt nendes süsiniku 1 ja 4 vabades valentsides ühinevad monomeerid.
Butadieeni resonants
c) reaktsioon kondensatsiooni polümerisatsioon või kõrvaldamine
See on reaktsioon polümerisatsioon milles kohustuslikult kaks monomeeri (sama või erinevat) kaotavad samaaegselt aatomeid või rühmi, mille tulemuseks on mõlemas neist kaks vaba valentsi. Sel viisil toimub monomeerist alati vesiniku eemaldamine, mis seejärel liitub halogeeniga (F, Cl, Br, I), OH, NH2või teise monomeeri CN-ile.
Niisiis, aastal polümerisatsioon eliminatsiooni teel moodustub alati vesi, halogeenhape (HCl, HI, HF, HBr), ammoniaak (NH3) või vesiniktsüaniidhapet (HCN) lisaks polümeerile. Vaadake näiteks kangana kasutatava materjali polüestri moodustumist:
Polüestri moodustumise võrrand
Polüestrit moodustavad monomeerid on p-benseendioolhape ja etaan-1,2-diool. Selles võime seda jälgida polümerisatsioon toimub veemolekulide elimineerimine, kuna kahel monomeeril on kaks hüdroksüülrühma. Selles protsessis kaotab hape kaks hüdroksüülrühma ja dialkohol kaotab oma hüdroksüülidest ainult vesiniku:
Polüester struktuur
Polüestermonomeerid on ühendatud alkoholis oleva hapniku ja karboksüülhappe süsinikuga.
Mina. Diogo Lopes Dias
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-polimerizacao.htm