პოლიმერიზაცია არის ქიმიური პროცესის სახელი, რომლის შედეგადაც წარმოიქმნება მაკრომოლეკულები (დიდი მოლეკულები), რომლებსაც პოლიმერები ეწოდება, უფრო მცირე მოლეკულების, მონომერების კომბინაციით.
რეაქცია პოლიმერიზაცია ეს ძალზე გავრცელებულია ბუნებაში, როგორც ამას ნახავთ ნახშირწყლებში (სახამებლის მსგავსად) და ცილებში (მაგალითად, კაზეინი რძეში). ეს ასევე ხდება სინთეზურად, ვინაიდან პოლიმერების აბსოლუტური უმრავლესობა, რომელსაც ადამიანი იყენებს ყოველდღიურ ცხოვრებაში, მზადდება ხელოვნურად.
პირველი პოლიმერი წარმოებული პოლიმერიზაცია 1909 წელს ბელგიელი ქიმიკოსის ლეო ჰენდრიკ ბაკელანდის მიერ სინთეზური იყო ბაკელიტი.
ზოგადად, რომ მონომერი შერწყმდეს სხვასთან (იქნება ეს იგივე ან განსხვავებული) რეაქციაში პოლიმერიზაცია, აუცილებელია თავისუფალი ვალენტობის არსებობა (ქიმიური ბმა უნდა შესრულდეს) ორივე მონომერში.
ეს ვალენტობა წარმოიქმნება ობლიგაციების გაწყვეტის შედეგად, კატალიზატორების (მაგ. ნიკელის) გამოყენებით, გარე პირობები, როგორიცაა სინათლე და სითბო, ან რეზონანსის ფენომენის სტრუქტურაში (ელექტრონების ცვლა).
პოლიპროპილენის (PP პოლიმერი) ფორმირებისას, მაგალითად, რომელიც გამოიყენება საყოფაცხოვრებო ჭურჭელსა და სათამაშოებში
პი ბმული (π) თითოეულ მოლეკულაში იყოფა შემდეგნაირად:
პი ბოლქვის გატეხვა პროპილენში
ამრიგად, თითოეულ პროპილენის მონომერს შეუძლია დაერთოს ორ სხვა პროპილენის მონომერთან და შექმნას პოლიმერი PP ან პოლიპროპილენი (პრეფიქსი პოლი აღნიშნავს რამდენიმე მონომერულ ერთეულს). პოლიმერის წარმოდგენის ყველაზე ხშირი გზაა მონომერი ფრჩხილებს შორის და გარედან ასო n, რომელიც მიუთითებს რამდენიმე მონომერზე, როგორც ვხედავთ PP პოლიმერის შემთხვევაში:
PP პოლიმერის წარმომადგენლობა
რეაქცია პოლიმერიზაცია ამის გაკეთება შესაძლებელია სხვადასხვა გზით, როგორც ქვემოთ ვნახავთ:
ა) რეაქცია დამატებით პოლიმერიზაცია
Ამაში პოლიმერიზაცია, მონომერში ყოველთვის ხდება პი კავშირის გაწყვეტა, რაც იწვევს სტრუქტურაში ორი თავისუფალი ვალენტობის გამოჩენას, როგორც პოლიეთილენის, პოლიმერი ფართოდ გამოიყენება ფარმაცევტულ შეფუთვაში.
პოლიეთილენის დამატებით პოლიმერული სტრუქტურული ფორმულა
საათზე პოლიმერიზაცია პოლიეთილენისგან, ეთომენის (ეთენის) მოლეკულები გამოიყენება როგორც მონომერი, რომელსაც აქვს პი კავშირი ორ ნახშირბადის ატომს შორის. ამ კავშირის გაწყვეტისთანავე ჩნდება ორი თავისუფალი ვალენტობა, თითო ნახშირბადის ატომზე, რომელიც მონაწილეობდა pi კავშირში. მონომერები ზუსტად გაერთიანდებიან თითოეულ ამ ვალენტობაში, ანუ ერთი ვალენტი უკავშირდება მეორის ვალენტობას და ა.შ.
ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
პოლიეთილენის ფორმირების განტოლება
ბ) დამატების პოლიმერიზაციის რეაქცია 1.4
ამ პოლიმერიზაციის დროს, მონომერები წარმოადგენენ ორ ალტერნატიულ ორმაგ ბმას (ერთი პი და ერთი სიგმა), რაც ფენომენს უწყობს ხელს რეზონანსის (pi კავშირის პი ელექტრონების პოზიციის მონაცვლეობა), როგორც სინთეზური რეზინის (პოლიბუტადიენი) ფორმირებისას
პოლიბუტადიენის სტრუქტურული ფორმულა
ამ პოლიმერის მონომერული ერთეულია ბუტადიენი, რომელსაც აქვს ორი მონაცვლე ორმაგი ბმა. რეზონანსით, სტრუქტურას აქვს ორმაგი კავშირი 2 და 3 ნახშირბადებს შორის და ორი უფასო ვალენტობა 1 და 4 ნახშირბადებს შორის. ზუსტად 1 და 4 ნახშირბადის ამ თავისუფალ ვალუტაშია გაერთიანებული მონომერები.
რეზონანსი ბუტადიენში
გ) რეაქცია კონდენსაციის პოლიმერიზაცია ან აღმოფხვრა
ეს არის რეაქცია პოლიმერიზაცია რომელშიც, სავალდებულოა, ორი მონომერი (იგივე ან განსხვავებული) ერთდროულად კარგავს ატომებს ან ჯგუფებს, რის შედეგადაც თითოეულში ორი თავისუფალი ვალენტობა ხდება. ამ გზით ყოველთვის ხდება წყალბადის მოცილება მონომერიდან, რომელიც შემდეგ უერთდება ჰალოგენს (F, Cl, Br, I), OH, NH2, ან სხვა მონომერის CN– ზე.
ასე რომ, პოლიმერიზაცია ელიმინაციით ყოველთვის ხდება წყლის, ჰალოგენირებული მჟავის (HCl, HI, HF, HBr), ამიაკის (NH) წარმოქმნა.3) ან წყალბადის მჟავა (HCN) პოლიმერის გარდა. იხილეთ, მაგალითად, პოლიესტერის, ქსოვილის სახით გამოყენებული მასალის წარმოდგენა:
პოლიესტერის ფორმირების განტოლება
პოლიესტერის წარმომქმნელი მონომერებია p- ბენზენდოიუმის მჟავა და ეთან-1,2-დიოლი. ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ ამას პოლიმერიზაცია ხდება წყლის მოლეკულების ელიმინაცია, რადგან ორ მონომერს აქვს ორი ჰიდროქსილი. ამ პროცესში, მჟავა კარგავს ორ ჰიდროქსილს, ხოლო დიალკოჰოლი კარგავს მხოლოდ წყალბადს ჰიდროქსილისგან:
პოლიესტერის სტრუქტურა
პოლიესტერის მონომერებს უერთდება ალკოჰოლის ჟანგბადი და კარბოქსილის მჟავას ნახშირბადი.
ჩემ მიერ. დიოგო ლოპეს დიასი
