Polimerizacija yra cheminio proceso pavadinimas, dėl kurio susidaro makromolekulės (didelės molekulės), vadinamos polimerais, sujungiant mažesnes molekules - monomerus.
reakcija polimerizacija jis labai paplitęs gamtoje, kaip matome angliavandeniuose (pvz., krakmole) ir baltymuose (pvz., kazeine piene). Jis taip pat vyksta sintetiniu būdu, nes didžioji dauguma polimerų, kuriuos žmonės naudoja kasdieniame gyvenime, yra dirbtinai gaminami.
Pirmasis polimeras, pagamintas iš polimerizacija sintetinis buvo bakelitas, 1909 m., kurį gamino belgų chemikas Leo Hendrikas Baekelandas.
Apskritai, kad monomeras būtų sujungtas su kitu (nesvarbu, ar jie yra vienodi, ar skirtingi) reakcijoje polimerizacija, būtina, kad abiejuose monomeruose egzistuotų laisvasis valentingumas (atliekamas cheminis ryšys).
Šie valentai atsiranda dėl ryšių nutrūkimo naudojant katalizatorius (tokius kaip nikelis), išorinės sąlygos, tokios kaip šviesa ir šiluma, arba rezonanso reiškinys struktūroje (elektronų poslinkis).
Pavyzdžiui, formuojant polipropileną (PP polimerą), naudojamą namų apyvokos reikmenims ir žaislams,
pi nuoroda (π) kiekvienoje molekulėje yra suskaidomas taip:
Pi jungties sulaužymas propilene
Taigi kiekvienas propileno monomeras gali susijungti su dviem kitais propileno monomerais ir suformuoti polimerą PP arba polipropileną (prefiksas poly rodo kelis monomerinius vienetus). Dažniausias polimero atvaizdavimo būdas yra monomeras tarp skliaustų ir išorėje raidė n, kuri nurodo kelis monomerus, kaip matome PP polimero atveju:
PP polimero atvaizdavimas
reakcija polimerizacija galima atlikti įvairiais būdais, kaip matysime toliau:
a) Reakcija adityvinė polimerizacija
Šiame polimerizacija, monomeere visada yra pi jungties pertrauka, dėl kurios struktūroje atsiranda du laisvi valentai, kaip ir formuojant polietilenas, polimeras, plačiai naudojamas farmacijos pakuotėse.
Polietileno pridėjimo polimero struktūrinė formulė
At polimerizacija polietileno etileno (eteno) molekulės naudojamos kaip monomeras, turintis pi ryšį tarp dviejų anglies atomų. Nutraukus šį ryšį, atsiranda du laisvi valentai, po vieną ant kiekvieno anglies atomo, dalyvavusio pi jungtyje. Monomerai tiksliai susijungia kiekvienoje iš šių valentų, tai yra, vieno valentingumas yra susietas su kito valencija ir t.
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Polietileno formavimo lygtis
b) Papildymo polimerizacijos reakcija 1.4
Atliekant šią polimerizaciją, monomerai turi du pakaitinius dvigubus ryšius (vieną pi ir vieną sigmą), o tai palanku reiškiniui rezonanso (besikeičiančio pi jungties pi elektronų padėtis), kaip ir sintetinio kaučiuko (polibutadieno) susidarymo metu
Struktūrinė polibutadieno formulė
Šio polimero monomerinis vienetas yra butadienas, turintis dvi kintamas dvigubas jungtis. Esant rezonansui, konstrukcija turi dvigubą jungtį tarp 2 ir 3 anglies ir du laisvus valentus ant 1 ir 4 anglies. Būtent šiuose laisvuosiuose 1 ir 4 anglies junginiuose monomerai sujungiami.
Rezonansas butadiene
c) Reakcija kondensacijos polimerizacija arba pašalinimas
Tai yra polimerizacija kuriame privalomai du monomerai (vienodi ar skirtingi) vienu metu praranda atomus ar grupes, todėl kiekviename iš jų atsiranda du laisvi valentai. Tokiu būdu visada pašalinamas vandenilis iš monomero, kuris vėliau sujungia halogeną (F, Cl, Br, I), OH, NH2arba kito monomero CN.
Taigi, polimerizacija šalinant, visada susidaro vanduo, halogeninta rūgštis (HCl, HI, HF, HBr), amoniakas (NH3) arba vandenilio cianido rūgštis (HCN) be polimero. Pavyzdžiui, žr. Poliesterio, medžiagos, naudojamos kaip audinys, susidarymą:
Poliesterio formacijos lygtis
Poliesterį formuojantys monomerai yra p-benzendio rūgštis ir etan-1,2-diolis. Tuo galime pastebėti polimerizacija pašalinamos vandens molekulės, nes du monomerai turi du hidroksilus. Šiame procese rūgštis praranda du hidroksilus, o dialkoholis iš hidroksilų praranda tik vandenilį:
Poliesterio struktūra
Poliesterio monomerus jungia alkoholio deguonis ir karboksirūgštyje esanti anglis.
Mano. Diogo Lopes Dias
