Polymerointi on kemiallisen prosessin nimi, joka johtaa makromolekyylien (suurten molekyylien) muodostumiseen, joita kutsutaan polymeereiksi, yhdistämällä pienempiä molekyylejä, monomeerejä.
reaktio polymerointi se on luonteeltaan hyvin yleistä, kuten voimme nähdä hiilihydraateista (kuten tärkkelys) ja proteiineista (kuten maidossa oleva kaseiini). Sitä esiintyy myös synteettisesti, koska valtaosa ihmisten päivittäisessä elämässään käyttämistä polymeereistä valmistetaan keinotekoisesti.
Ensimmäinen polymeeri, joka on valmistettu polymerointi synteettinen oli bakeliitti, vuonna 1909, belgialainen kemisti Leo Hendrik Baekeland.
Yleensä monomeerin yhdistämiseksi toisen kanssa (olivatpa ne samanlaisia tai erilaisia) reaktiossa polymerointi, on välttämätöntä, että molemmissa monomeereissä on vapaa valenssi (suoritettava kemiallinen sidos).
Nämä valenssit syntyvät sidosten katkeamisen seurauksena katalyyttien (kuten nikkelin), ulkoiset olosuhteet, kuten valo ja lämpö, tai rakenteessa esiintyvä resonanssi (elektronien siirtyminen).
Muodostettaessa esimerkiksi taloustarvikkeissa ja leluissa käytettyä polypropeenia (PP-polymeeri) pi-linkki (π) kussakin molekyylissä jaetaan seuraavasti:
Pi-sidoksen rikkoutuminen propeenissa
Täten kukin propyleenimonomeeri voi sitoutua kahteen muuhun propyleenimonomeeriin ja muodostaa polymeerin PP tai polypropeenin (etuliite poly tarkoittaa useita monomeerisiä yksiköitä). Yleisin tapa edustaa polymeeriä on sulkujen välissä oleva monomeeri ja ulkopuolelta kirjain n, joka osoittaa useita monomeerejä, kuten voimme nähdä PP-polymeerin tapauksessa:
Esitys PP-polymeeristä
reaktio polymerointi voidaan tehdä eri tavoin, kuten näemme alla:
a) Reaktio lisäyspolymerointi
Tässä polymerointi, monomeerissä on aina pi-sidoksen katkos, joka saa aikaan rakenteeseen kaksi vapaata valenssia, kuten polyeteeni, polymeeri, jota käytetään laajalti farmaseuttisissa pakkauksissa.
Polyetyleenin lisäyspolymeerirakenne
Klo polymerointi polyetyleenistä käytetään eteenin (eteenin) molekyylejä monomeerinä, jolla on kahden hiiliatomin välinen pi-sidos. Kun tämä sidos katkeaa, ilmestyy kaksi vapaata valenssia, yksi kullekin pi-sidokseen osallistuneelle hiiliatomille. Monomeerit yhdistyvät täsmällisesti kussakin näistä valensseista, toisin sanoen yhden valenssi on kytketty toisen valenssiin ja niin edelleen.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Polyetyleenimuodostusyhtälö
b) Lisäpolymerointireaktio 1.4
Tässä polymeroinnissa monomeereissä on kaksi vuorotellen kaksoissidosta (yksi pi ja yksi sigma), mikä suosii ilmiötä resonanssia (vuorotellen pi-sidoksen pi-elektronien asemaa), kuten synteettisen kumin (polybutadieeni) muodostumisessa
Polybutadieenin rakennekaava
Tämän polymeerin monomeerinen yksikkö on butadieeni, jolla on kaksi vuorotellen kaksoissidosta. Resonanssilla rakenteella on kaksoissidos hiilien 2 ja 3 välillä ja kaksi vapaata valenssia hiilissä 1 ja 4. Juuri näissä hiilen 1 ja 4 vapaissa valensseissa monomeerit yhdistyvät.
Resonanssi butadieenissa
c) Reaktio kondensaatiopolymerointi tai eliminointi
Se on reaktio polymerointi jossa pakollisesti kaksi monomeeria (sama tai erilainen) menettää samanaikaisesti atomeja tai ryhmiä, jolloin kummassakin on kaksi vapaata valenssia. Tällä tavalla vety poistuu aina monomeeristä, joka sitten yhdistää halogeenin (F, Cl, Br, I), OH, NH2tai toisen monomeerin CN: ään.
Joten polymerointi eliminoimalla muodostuu aina vettä, halogenoitua happoa (HCl, HI, HF, HBr), ammoniakkia (NH3) tai syaanivetyhappoa (HCN) polymeerin lisäksi. Katso esimerkiksi esitys polyesterin muodostumisesta, materiaalina kankaana:
Polyesterimuodostusyhtälö
Polyesteriä muodostavat monomeerit ovat p-bentseenidihappo ja etaani-1,2-dioli. Voimme havaita sen tässä polymerointi vesimolekyylien eliminointi tapahtuu, koska kahdella monomeerillä on kaksi hydroksyyliä. Tässä prosessissa happo menettää kaksi hydroksyyliä, ja dialkoli menettää vain vedyn hydroksyyleistään:
Polyesterirakenne
Polyesterimonomeerit yhdistyvät alkoholissa olevan hapen ja karboksyylihapon hiilen avulla.
Minun luona. Diogo Lopes Dias
