Polimerizacija je ime kemičnega procesa, pri katerem nastanejo makromolekule (velike molekule), imenovane polimeri, s kombinacijo manjših molekul, monomerov.
reakcija na polimerizacija je v naravi zelo pogost, kot lahko vidimo v ogljikovih hidratih (kot je škrob) in beljakovinah (kot kazein v mleku). Pojavlja se tudi sintetično, saj je velika večina polimerov, ki jih ljudje uporabljajo v vsakdanjem življenju, narejenih umetno.
Prvi polimer, proizveden iz polimerizacija sintetični je bil bakelit leta 1909, ki ga je izdelal belgijski kemik Leo Hendrik Baekeland.
Na splošno je treba monomer kombinirati z drugim (ne glede na to, ali sta enaka ali različna) v reakciji polimerizacija, je nujen obstoj proste valence (kemična vez, ki jo je treba izvesti) v obeh monomerih.
Te valence nastanejo kot posledica pretrganja vezi z uporabo katalizatorjev (kot je nikelj), zunanjimi pogoji, kot sta svetloba in toplota, ali s pojavom resonance v strukturi (premik elektronov).
Pri tvorbi polipropilena (PP polimera), ki se na primer uporablja v gospodinjskih pripomočkih in igračah,
pi povezava (π) v vsaki molekuli je razčlenjeno na naslednji način:
Prekinitev pi vezi v propilenu
Tako se lahko vsak propilenski monomer veže na dva druga propilenska monomera in tvori polimer PP ali polipropilen (predpona poli označuje več monomernih enot). Najpogostejši način predstavitve polimera ima monomer med oklepaji in na zunanji strani črko n, ki označuje več monomerov, kot lahko vidimo v primeru PP polimera:
Reprezentacija PP polimera
reakcija na polimerizacija se lahko izvede na različne načine, kot bomo videli spodaj:
a) Reakcija adicijska polimerizacija
V tem polimerizacija, vedno pride do prekinitve pi vezi v monomeru, zaradi česar se v strukturi pojavita dve prosti valenci, kot pri tvorbi polietilen, polimer, ki se pogosto uporablja v farmacevtski embalaži.
Strukturna formula polietilenskega aditivnega polimera
Pri polimerizacija polietilena so kot monomer uporabljene molekule etilena (etena), ki imajo pi vez med obema atomoma ogljika. Ko je ta vez prekinjena, se pojavita dve prosti valenci, po ena na vsakem atomu ogljika, ki je bil vključen v pi vez. Monomeri se natančno združijo v vsaki od teh valenc, to pomeni, da je valenca enega povezana z valenco drugega itd.
Enačba za tvorbo 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 (izmeničnega položaja pi elektronov pi vezi), kot pri tvorbi sintetičnega kavčuka (polibutadiena)
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. Prav v teh prostih valencah ogljika 1 in 4 se monomeri združujejo.
Butadienska resonanca
c) Reakcija kondenzacijska polimerizacija ali izločanje
Gre za reakcijo polimerizacija pri katerem obvezno dva monomera (enaka ali različna) hkrati izgubita atome ali skupine, kar ima za posledico dve prosti valenci v vsakem od njih. Na ta način vedno pride do izločanja vodika iz monomera, ki se nato združi s halogenom (F, Cl, Br, I), OH, NH2ali na CN drugega monomera.
Torej, v polimerizacija z izločanjem vedno nastaja voda, halogenirana kislina (HCl, HI, HF, HBr), amoniak (NH3) ali cianovodikovo kislino (HCN) poleg polimera. Glej na primer predstavitev nastanka poliestra, materiala, ki se uporablja kot tkanina:
Enačba za tvorbo poliestra
Monomeri, ki tvorijo poliester, so p-benzendiojska kislina in etan-1,2-diol. To lahko opazimo pri tem polimerizacija pride do izločanja molekul vode, saj imata dva monomera dva hidroksila. V tem procesu kislina izgubi dva hidroksila, dialkohol pa izgubi samo vodik iz svojih hidroksilov:
Struktura iz poliestra
Poliestrskim monomerom se pridružita kisik v alkoholu in ogljik v karboksilni kislini.
Jaz, Diogo Lopes Dias
vir: brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-polimerizacao.htm
