Polimerizacija je ime kemičnega procesa, ki ima za posledico tvorbo makromolekul (velikih molekul), imenovanih polimeri, s kombinacijo manjših molekul, monomerov.
reakcija polimerizacija v naravi je zelo pogost, kot ga lahko vidimo v ogljikovih hidratih (kot je škrob) in beljakovinah (kot kazein v mleku). Pojavi se tudi sintetično, saj je velika večina polimerov, ki jih ljudje v vsakdanjem življenju uporabljajo umetno.
Prvi polimer, proizveden iz polimerizacija sintetični je bil bakelit, leta 1909, belgijski kemik Leo Hendrik Baekeland.
Na splošno, da se monomer v reakciji kombinira z drugim (ne glede na to, ali je enak ali drugačen) polimerizacija, pri obeh monomerih je nujno obstoj proste valence (kemijska vez).
Te valence nastanejo kot posledica pretrganja vezi z uporabo katalizatorjev (kot je nikelj), zunanjih pogojev, kot sta svetloba in toplota, ali zaradi pojava resonance v strukturi (premik elektronov).
Na primer pri tvorbi polipropilena (PP polimera), ki se uporablja v gospodinjskih pripomočkih in igračah, povezava pi (π) v vsaki molekuli se razdeli na naslednji način:
Zlom pi-vezi v propilenu
Tako se lahko vsak propilenski monomer veže z dvema drugima propilenskim monomeroma in tvori polimer PP ali polipropilen (predpona poli označuje več monomernih enot). Najpogostejši način predstavitve polimera je monomer med oklepaji in na zunanji strani črka n, ki označuje več monomerov, kot lahko vidimo na primeru polimera PP:
Prikaz PP polimera
reakcija polimerizacija lahko na različne načine, kot bomo videli spodaj:
a) reakcija dodatna polimerizacija
V tem polimerizacija, v monomeru vedno pride do preloma vezi pi, zaradi česar se v strukturi pojavita dve prosti valenci, kot pri tvorbi polietilen, polimer, ki se pogosto uporablja v farmacevtski embalaži.
Struktura strukturne formule za dodajanje polietilena
Ob polimerizacija polietilena se kot monomer uporabljajo molekule etilena (etena), ki ima pi vez med obema ogljikovima atomoma. Ko se ta vez pretrga, se pojavita dve prosti valenci, po ena na vsakem ogljikovem atomu, ki je bil vključen v pi vez. Monomeri se natančno združijo v vsaki od teh valenc, to je, da je valenca enega povezana z valenco druge itd.
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Enačba tvorbe polietilena
b) Reakcija adicijske polimerizacije 1.4
Pri tej polimerizaciji monomeri predstavljajo dve izmenični dvojni vezi (ena pi in ena sigma), kar daje prednost pojavu resonance (izmeničen položaj pi elektronov pi vezi), kot pri tvorbi sintetičnega kavčuka (polibutadien)
Strukturna formula polibutadiena
Monomerna enota tega polimera je butadien, ki ima dve izmenični dvojni vezi. Z resonanco ima struktura dvojno vez med ogljikoma 2 in 3 ter dve prosti valenci na ogljikih 1 in 4. V teh prostih valencah ogljikov 1 in 4 se združujejo monomeri.
Resonanca v butadienu
c) reakcija kondenzacijska polimerizacija ali izločanje
To je reakcija polimerizacija pri katerem obvezno dva monomera (enaka ali različna) hkrati izgubljata atome ali skupine, kar ima za posledico dve prosti valenci v vsaki od njih. Na ta način vedno pride do izločanja vodika iz monomera, ki se nato pridruži halogenu (F, Cl, Br, I), OH, NH2ali na CN drugega monomera.
Torej, v polimerizacija z izločanjem vedno nastaja voda, halogenirana kislina (HCl, HI, HF, HBr), amonijak (NH3) ali cianovodikova kislina (HCN) poleg polimera. Glej na primer prikaz tvorbe poliestra, materiala, ki se uporablja kot tkanina:
Enačba tvorbe poliestra
Monomeri, ki tvorijo poliester, so p-benzendiojska kislina in etan-1,2-diol. To lahko opazimo v tem polimerizacija pride do izločanja molekul vode, saj imata monomera dva hidroksila. V tem postopku kislina izgubi dva hidroksila, dialkohol pa samo vodik iz hidroksilov:
Struktura poliestra
Poliestrskim monomerom se pridruži kisik v alkoholu in ogljik v karboksilni kislini.
Jaz, Diogo Lopes Dias
