Polimerizācija ir ķīmiskā procesa nosaukums, kura rezultātā izveidojas makromolekulas (lielas molekulas), ko sauc par polimēriem, kombinējot mazākas molekulas, monomērus.
reakcija polimerizācija tas ir ļoti izplatīts dabā, kā mēs varam redzēt ogļhidrātos (piemēram, cietē) un olbaltumvielās (piemēram, kazeīnā pienā). Tas notiek arī sintētiski, jo lielākā daļa polimēru, ko cilvēki lieto ikdienas dzīvē, tiek ražoti mākslīgi.
Pirmais polimērs, kas ražots no polimerizācija sintētiskais bija bakelīts 1909. gadā, ko veica beļģu ķīmiķis Leo Hendriks Beikelands.
Parasti, lai monomērs tiktu kombinēts ar citu (neatkarīgi no tā, vai tie ir vienādi vai atšķirīgi), reaģējot uz polimerizācija, ir nepieciešams brīvās valences (veicamās ķīmiskās saites) esamība abos monomēros.
Šīs valences rodas saišu pārrāvuma rezultātā, izmantojot katalizatorus (piemēram, niķeli), ārējie apstākļi, piemēram, gaisma un siltums, vai rezonanses parādība struktūrā (elektronu nobīde).
Veidojot polipropilēnu (PP polimēru), ko izmanto, piemēram, mājsaimniecības piederumos un rotaļlietās,
pi saite (π) katrā molekulā tiek sadalīts šādi:
Pī saites pārrāvums propilēnā
Tādējādi katrs propilēna monomērs var saistīties ar diviem citiem propilēna monomēriem un veidot polimēru PP vai polipropilēnu (prefikss poli norāda vairākas monomēras vienības). Visizplatītākais polimēra atveidošanas veids ir monomērs starp iekavām un ārpusē burts n, kas norāda vairākus monomērus, kā redzam PP polimēra gadījumā:
PP polimēra attēlojums
reakcija polimerizācija var izdarīt dažādos veidos, kā redzēsim tālāk:
a) Reakcija pievienošanas polimerizācija
Šajā polimerizācija, monomērā vienmēr notiek pi saites pārtraukums, kā rezultātā struktūrā parādās divas brīvas valences, tāpat kā polietilēns, polimērs, ko plaši izmanto farmācijas iepakojumā.
Polietilēna pievienošanas polimēra strukturālā formula
Plkst polimerizācija no polietilēna kā monomēru izmanto etilēna (etēna) molekulas, kurām starp abiem oglekļa atomiem ir pi saite. Kad šī saite tiek pārtraukta, parādās divas brīvas valences, viena uz katra oglekļa atoma, kas bija iesaistīts pi saitē. Monomēri precīzi apvienojas katrā no šīm valencēm, tas ir, viena valence ir saistīta ar otras valenci utt.
Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vairāk;)
Polietilēna formācijas vienādojums
b) Pievienošanās polimerizācijas reakcija 1.4
Šajā polimerizācijā monomēros ir divas mainīgas dubultās saites (viena pi un viena sigma), kas veicina parādību rezonanses (mainot pi saites pi elektronu stāvokli), tāpat kā sintētiskā kaučuka (polibutadiēna) veidošanā
Polibutadiēna strukturālā formula
Šī polimēra monomēra vienība ir butadiēns, kuram ir divas mainīgas dubultās saites. Ar rezonansi struktūrai ir divkārša saite starp 2. un 3. ogli un divas brīvās valences uz 1. un 4. ogles. Tieši šajos 1. un 4. oglekļa brīvajos valentos monomēri apvienojas.
Rezonanse butadiēnā
c) Reakcija kondensāta polimerizācija vai likvidēšana
Tā ir polimerizācija kurā obligāti divi monomēri (vienādi vai dažādi) vienlaikus zaudē atomus vai grupas, kā rezultātā katrā no tām rodas divas brīvās valences. Tādējādi vienmēr notiek ūdeņraža atdalīšana no monomēra, kas pēc tam pievienojas halogēnam (F, Cl, Br, I), OH, NH2vai cita monomēra CN.
Tātad polimerizācija eliminējot, vienmēr veidojas ūdens, halogenētā skābe (HCl, HI, HF, HBr), amonjaks (NH3) vai ciānūdeņražskābi (HCN) papildus polimēram. Skatiet, piemēram, poliestera veidošanās attēlojumu, materiālu, ko izmanto kā audumu:
Poliestera formācijas vienādojums
Poliesteru veidojošie monomēri ir p-benzolēnskābe un etān-1,2-diols. To mēs varam novērot polimerizācija notiek ūdens molekulu izvadīšana, jo abiem monomēriem ir divi hidroksilgrupas. Šajā procesā skābe zaudē divus hidroksilus, un dialkoholam no hidroksiliem pazūd tikai ūdeņradis:
Poliestera struktūra
Poliestera monomērus savieno spirta skābeklis un karbonskābes ogleklis.
Autors: Diogo Lopes Dias
