Hva er polymerisering?

Polymerisasjon er navnet på den kjemiske prosessen som resulterer i dannelsen av makromolekyler (store molekyler) kalt polymerer, gjennom kombinasjonen av mindre molekyler, monomerene.

reaksjonen til polymerisasjon det er veldig vanlig i naturen, som vi kan se i karbohydrater (som stivelse) og proteiner (som kasein i melk). Det forekommer også syntetisk, siden det store flertallet av polymerer som brukes av mennesker i deres daglige liv er laget kunstig.

Den første polymeren produsert av polymerisasjon syntetisk var bakelitt, i 1909, av den belgiske kjemikeren Leo Hendrik Baekeland.

Generelt, for at en monomer skal kombineres med en annen (enten de er like eller forskjellige) i en reaksjon av polymerisasjon, er det nødvendig eksistensen av fri valens (kjemisk binding som skal utføres) i begge monomerer.

Disse valensene oppstår som et resultat av brudd av bindinger, ved bruk av katalysatorer (som nikkel), ytre forhold som lys og varme, eller ved fenomenet resonans i strukturen (forskyvning av elektroner).

I dannelsen av polypropylen (PP-polymer), for eksempel brukt i husholdningsredskaper og leker pi-lenke (π) i hvert molekyl er brutt ned som følger:

Brudd av pi-binding i propylen

Dermed kan hver propylenmonomer binde seg med to andre propylenmonomerer og danne polymeren PP eller polypropylen (prefikset poly indikerer flere monomere enheter). Den hyppigste måten å representere en polymer på har monomeren mellom parentes og på utsiden bokstaven n, som indikerer flere monomerer, som vi kan se i tilfellet med PP-polymeren:

Representasjon av PP-polymer

reaksjonen til polymerisasjon kan gjøres på forskjellige måter, som vi vil se nedenfor:

a) Reaksjon av addisjonspolymerisasjon

I dette polymerisasjon, er det alltid et brudd på en pi-binding i monomeren, noe som fører til at to frie valenser vises i strukturen, som i dannelsen av polyetylen, polymer mye brukt i farmasøytisk emballasje.

Polyetylen Addition Polymer Strukturformel

På polymerisasjon av polyetylen, brukes molekyler av etylen (eten), som har en pi-binding mellom de to karbonatomene, som monomer. Når denne bindingen brytes, vises to frie valenser, en på hvert karbonatom som var involvert i pi-bindingen. Monomerene forenes nøyaktig i hver av disse valensene, det vil si at valensen til den ene er knyttet til valensen til den andre, og så videre.

Polyetylenformasjonsligning

b) Addisjonspolymerisasjonsreaksjon 1.4

I denne polymerisasjonen presenterer monomerene to alternerende dobbeltbindinger (en pi og en sigma), som favoriserer fenomenet av resonans (vekslende posisjonen til pi-elektronene til pi-bindingen), som i dannelsen av syntetisk gummi (polybutadien)

Strukturformel for polybutadien

Den monomere enheten til denne polymeren er butadien, som har to alternerende dobbeltbindinger. Med resonans har strukturen en dobbeltbinding mellom karbon 2 og 3, og to frie valenser på karbon 1 og 4. Det er nettopp i disse frie valensene til karbon 1 og 4 at monomerene kombineres.

Butadienresonans

c) Reaksjon av kondensasjonspolymerisasjon eller eliminering

Det er en reaksjon av polymerisasjon der, obligatorisk, to monomerer (like eller forskjellige) samtidig mister atomer eller grupper, noe som resulterer i to frie valenser i hver av dem. På denne måten er det alltid eliminering av hydrogen fra en monomer, som deretter blir sammen med et halogen (F, Cl, Br, I), OH, NH₂eller til CN til den andre monomeren.

Så i polymerisasjon ved eliminering er det alltid dannelse av vann, halogenert syre (HCl, HI, HF, HBr), ammoniakk (NH)₃) eller blåsyre (HCN) i tillegg til polymeren. Se for eksempel representasjonen av dannelsen av polyester, et materiale som brukes som stoff:

Polyesterformasjonsligning

Polyesterdannende monomerer er p-benzendisyre og etan-1,2-diol. Det kan vi observere i dette polymerisasjon eliminering av vannmolekyler skjer, siden de to monomerene har to hydroksylgrupper. I denne prosessen mister syren de to hydroksylene, og dialkoholen mister bare hydrogenet fra hydroksylene:

Polyester struktur

Polyestermonomerer er forbundet med oksygenet i alkoholen og karbonet i karboksylsyren.

Av meg Diogo Lopes Dias

Kilde: Brasil skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-polimerizacao.htm