พอลิเมอไรเซชัน เป็นชื่อของกระบวนการทางเคมีที่ส่งผลให้เกิดโมเลกุลขนาดใหญ่ (macromolecules) ที่เรียกว่า พอลิเมอร์ ผ่านการรวมตัวของโมเลกุลที่เล็กกว่าคือโมโนเมอร์
ปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชัน มันเป็นเรื่องธรรมดามากในธรรมชาติ ดังที่เราเห็นได้ในคาร์โบไฮเดรต (เช่น แป้ง) และโปรตีน (เช่น เคซีนในนม) นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยเนื่องจากพอลิเมอร์ส่วนใหญ่ที่มนุษย์ใช้ในชีวิตประจำวันนั้นถูกสร้างขึ้นมาแบบเทียม
พอลิเมอร์ตัวแรกที่ผลิตจาก พอลิเมอไรเซชัน สารสังเคราะห์คือ Bakelite ในปี 1909 โดยนักเคมีชาวเบลเยียม Leo Hendrik Baekeland
โดยทั่วไป สำหรับโมโนเมอร์ที่จะรวมเข้ากับตัวอื่น (ไม่ว่าจะเหมือนกันหรือต่างกัน) ในปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชันจำเป็นต้องมีเวเลนซ์อิสระ (พันธะเคมีที่ต้องทำ) ในโมโนเมอร์ทั้งสอง
ความจุเหล่านี้เกิดขึ้นจากการแตกของพันธะผ่านการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่น นิกเกิล) สภาพภายนอก เช่น แสงและความร้อน หรือโดยปรากฏการณ์การสั่นพ้องในโครงสร้าง (การเลื่อนของอิเล็กตรอน)
ในการสร้างโพลิโพรพิลีน (PP polymer) เช่น ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและของเล่น pi ลิงค์ (π) ในแต่ละโมเลกุลจะแบ่งออกเป็นดังนี้:
การแตกของพันธะไพในโพรพิลีน
ดังนั้น โพรพิลีนมอนอเมอร์แต่ละตัวสามารถจับกับโพรพิลีนโมโนเมอร์อีกสองตัวและสร้างพอลิเมอร์ PP หรือโพรพิลีน (โพลีนำหน้าระบุหน่วยโมโนเมอร์หลายหน่วย) วิธีที่ใช้บ่อยที่สุดในการแสดงพอลิเมอร์คือโมโนเมอร์ระหว่างวงเล็บและด้านนอกตัวอักษร n ซึ่งระบุโมโนเมอร์หลายตัวดังที่เราเห็นในกรณีของโพลีเมอร์ PP:
การเป็นตัวแทนของ PP พอลิเมอร์
ปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชัน สามารถทำได้หลายวิธีดังที่เราจะเห็นด้านล่าง:
ก) ปฏิกิริยาของ การเติมโพลิเมอไรเซชัน
ในเรื่องนี้ พอลิเมอไรเซชัน, มีการแตกของพันธะ pi ในโมโนเมอร์เสมอ ซึ่งทำให้มีเวเลนต์อิสระสองอันปรากฏขึ้นในโครงสร้าง เช่นเดียวกับในการก่อตัวของ โพลิเอทิลีน,พอลิเมอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ยา
สูตรโครงสร้างพอลิเอทิลีนเติมโพลีเอทิลีน
ที่ พอลิเมอไรเซชัน ของโพลิเอธิลีนใช้โมเลกุลของเอทิลีน (เอทิลีน) เป็นโมโนเมอร์ซึ่งมีพันธะ pi ระหว่างอะตอมของคาร์บอนทั้งสอง เมื่อพันธะนี้แตกออก จะมีเวเลนต์อิสระสองอันปรากฏขึ้น หนึ่งอันบนอะตอมของคาร์บอนแต่ละอันที่เกี่ยวข้องกับพันธะไพ โมโนเมอร์จะรวมกันในแต่ละเวเลนซ์เหล่านี้ นั่นคือ เวเลนซ์ของอันหนึ่งเชื่อมโยงกับเวเลนซ์ของอีกอันหนึ่ง เป็นต้น
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
สมการการก่อตัวโพลิเอทิลีน
b) ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันเพิ่มเติม 1.4
ในการเกิดพอลิเมอไรเซชันนี้ โมโนเมอร์แสดงพันธะคู่สลับกันสองพันธะ (หนึ่ง pi และหนึ่งซิกมา) ซึ่งสนับสนุนปรากฏการณ์นี้ ของการกำทอน (สลับตำแหน่งของ pi อิเล็กตรอนของพันธะ pi) เช่นเดียวกับการก่อตัวของยางสังเคราะห์ (polybutadiene)
สูตรโครงสร้างของพอลิบิวทาไดอีน
หน่วยโมโนเมอร์ของพอลิเมอร์นี้คือบิวทาไดอีนซึ่งมีพันธะคู่สองพันธะสลับกัน ด้วยการกำทอน โครงสร้างมีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอน 2 และ 3 และวาเลนซ์อิสระ 2 อันบนคาร์บอน 1 และ 4 มันอยู่ในความจุอิสระของคาร์บอน 1 และ 4 ที่โมโนเมอร์รวมกันอย่างแม่นยำ
เรโซแนนซ์ในบิวทาไดอีน
ค) ปฏิกิริยาของ การรวมตัวของพอลิเมอไรเซชัน หรือการกำจัด
มันเป็นปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชัน โดยที่โมโนเมอร์สองตัว (เหมือนกันหรือต่างกัน) สูญเสียอะตอมหรือกลุ่มไปพร้อม ๆ กันส่งผลให้มีเวเลนซ์อิสระสองอันในแต่ละอัน ด้วยวิธีนี้จะมีการกำจัดไฮโดรเจนออกจากโมโนเมอร์เสมอซึ่งจะรวมฮาโลเจน (F, Cl, Br, I), OH, NH2หรือค่า CN ของโมโนเมอร์อื่น
ดังนั้นใน พอลิเมอไรเซชัน โดยการกำจัดมักจะมีการก่อตัวของน้ำ, กรดฮาโลเจน (HCl, HI, HF, HBr), แอมโมเนีย (NH3) หรือกรดไฮโดรไซยานิก (HCN) นอกเหนือจากพอลิเมอร์ ดูตัวอย่าง การแสดงการก่อตัวของโพลีเอสเตอร์ ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ทำผ้า:
สมการการก่อตัวโพลีเอสเตอร์
โมโนเมอร์ที่ก่อตัวเป็นโพลีเอสเตอร์คือกรด p-benzenedioic และ ethane-1,2-diol เราสามารถสังเกตได้ว่าในสิ่งนี้ พอลิเมอไรเซชัน การกำจัดโมเลกุลของน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากโมโนเมอร์สองตัวมีไฮดรอกซิลสองตัว ในกระบวนการนี้ กรดจะสูญเสียไฮดรอกซิลทั้งสอง และไดอัลโคฮอลจะสูญเสียเฉพาะไฮโดรเจนจากไฮดรอกซิลของมัน:
โครงสร้างโพลีเอสเตอร์
โมโนเมอร์โพลีเอสเตอร์เชื่อมต่อกันด้วยออกซิเจนในแอลกอฮอล์และคาร์บอนในกรดคาร์บอกซิล
By Me. Diogo Lopes Dias
