Polimerizare este denumirea procesului chimic care are ca rezultat formarea macromoleculelor (molecule mari) numite polimeri, prin combinația de molecule mai mici, monomerii.
reacția de polimerizare este foarte frecvent în natură, așa cum putem vedea în carbohidrați (cum ar fi amidonul) și proteine (cum ar fi cazeina din lapte). De asemenea, apare sintetic, deoarece marea majoritate a polimerilor utilizați de ființele umane în viața lor de zi cu zi sunt fabricați artificial.
Primul polimer produs din polimerizare sintetic era bakelitul, în 1909, al chimistului belgian Leo Hendrik Baekeland.
În general, pentru ca un monomer să fie combinat cu altul (indiferent dacă sunt aceiași sau diferiți) într-o reacție de polimerizare, este necesară existența valenței libere (legătura chimică care trebuie efectuată) la ambii monomeri.
Aceste valențe apar ca urmare a ruperii legăturilor, prin utilizarea catalizatorilor (cum ar fi nichelul), condiții externe, cum ar fi lumina și căldura, sau prin fenomenul de rezonanță în structură (schimbarea electronilor).
În formarea polipropilenei (polimer PP), de exemplu, utilizat în ustensile de uz casnic și jucării, pi link (π) din fiecare moleculă este descompus după cum urmează:
Ruperea legăturii pi în propilenă
Astfel, fiecare monomer de propilenă se poate lega cu alți doi monomeri de propilenă și poate forma polimerul PP sau polipropilena (prefixul poli indică mai multe unități monomerice). Cel mai frecvent mod de a reprezenta un polimer îl are monomerul dintre paranteze și, la exterior, litera n, care indică mai mulți monomeri, după cum putem vedea în cazul polimerului PP:
Reprezentarea polimerului PP
reacția de polimerizare se poate face în diferite moduri, așa cum vom vedea mai jos:
a) Reacția de polimerizare prin adăugare
In acest polimerizare, există întotdeauna o rupere a unei legături pi în monomer, ceea ce determină apariția a două valențe libere în structură, ca și în formarea polietilena, polimer utilizat pe scară largă în ambalajele farmaceutice.
Formula structurală a polimerului de adăugare a polietilenei
La polimerizare din polietilenă, moleculele de etilenă (etenă) sunt utilizate ca monomer, care are o legătură pi între cei doi atomi de carbon. Când această legătură este ruptă, apar două valențe libere, una pe fiecare atom de carbon care a fost implicat în legătura pi. Monomerii se unesc exact în fiecare dintre aceste valențe, adică valența unuia este legată de valența celeilalte și așa mai departe.
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Ecuația de formare a polietilenei
b) Reacție de polimerizare prin adăugare 1.4
În această polimerizare, monomerii prezintă două legături duble alternante (una pi și una sigma), ceea ce favorizează fenomenul de rezonanță (alternând poziția electronilor pi ai legăturii pi), ca și în formarea cauciucului sintetic (polibutadienă)
Formula structurală a polibutadienei
Unitatea monomerică a acestui polimer este butadiena, care are două legături duble alternante. Cu rezonanță, structura are o dublă legătură între carbonii 2 și 3 și două valențe libere pe carbonii 1 și 4. Tocmai în aceste valențe libere ale carbonilor 1 și 4 se combină monomerii.
Rezonanță în butadienă
c) Reacția de polimerizare prin condensare sau eliminare
Este o reacție a polimerizare în care, în mod obligatoriu, doi monomeri (aceiași sau diferiți) pierd simultan atomi sau grupuri, rezultând două valențe libere în fiecare dintre ei. În acest fel, există întotdeauna eliminarea hidrogenului dintr-un monomer, care apoi se alătură unui halogen (F, Cl, Br, I), OH, NH2, sau la CN al celuilalt monomer.
Deci, în polimerizare prin eliminare, există întotdeauna formarea de apă, acid halogenat (HCI, HI, HF, HBr), amoniac (NH3) sau acid cianhidric (HCN) pe lângă polimer. Vezi, de exemplu, reprezentarea formării poliesterului, un material folosit ca țesătură:
Ecuația de formare a poliesterului
Monomerii care formează poliester sunt acidul p-benzenedioic și etanul-1,2-diol. Putem observa acest lucru în acest sens polimerizare are loc eliminarea moleculelor de apă, deoarece cei doi monomeri au doi hidroxili. În acest proces, acidul pierde cei doi hidroxili, iar dialcolul pierde doar hidrogenul din hidroxilii săi:
Structura din poliester
Monomerii din poliester sunt uniți de oxigenul din alcool și de carbonul din acidul carboxilic.
De mine. Diogo Lopes Dias
