พอลิเมอไรเซชัน เป็นชื่อของกระบวนการทางเคมีที่ส่งผลให้เกิดโมเลกุลขนาดใหญ่ (macromolecules) ที่เรียกว่า พอลิเมอร์ ผ่านการรวมตัวของโมเลกุลที่เล็กกว่าซึ่งก็คือโมโนเมอร์
ปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชัน มันเป็นเรื่องธรรมดามากในธรรมชาติ ดังที่เราเห็นได้ในคาร์โบไฮเดรต (เช่น แป้ง) และโปรตีน (เช่น เคซีนในนม) นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยเนื่องจากโพลีเมอร์ส่วนใหญ่ที่มนุษย์ใช้ในชีวิตประจำวันนั้นถูกสร้างขึ้นมาอย่างเทียม
พอลิเมอร์ตัวแรกที่ผลิตจาก พอลิเมอไรเซชัน สารสังเคราะห์คือ Bakelite ในปี 1909 โดยนักเคมีชาวเบลเยียม Leo Hendrik Baekeland
โดยทั่วไปแล้ว ให้โมโนเมอร์รวมกับอย่างอื่น (ไม่ว่าจะเหมือนกันหรือต่างกัน) ในปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชันจำเป็นต้องมีเวเลนซ์อิสระ (พันธะเคมีที่ต้องทำ) ในโมโนเมอร์ทั้งสอง
ความจุเหล่านี้เกิดขึ้นจากการแตกของพันธะ โดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่น นิกเกิล) สภาพภายนอก เช่น แสงและความร้อน หรือโดยปรากฏการณ์การสั่นพ้องในโครงสร้าง (การเลื่อนของอิเล็กตรอน)
ในการสร้างโพลิโพรพิลีน (PP polymer) เช่น ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนและของเล่น pi ลิงค์ ( π ) ในแต่ละโมเลกุล แบ่งได้ดังนี้
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 ของโพลิเอธิลีน โมเลกุลของเอทิลีน (อีทีน) ซึ่งมีพันธะ pi ระหว่างอะตอมของคาร์บอนสองอะตอม ถูกใช้เป็นโมโนเมอร์ เมื่อพันธะนี้แตกออก จะมีเวเลนต์อิสระสองอันปรากฏขึ้น หนึ่งอันบนอะตอมของคาร์บอนแต่ละอันที่เกี่ยวข้องกับพันธะไพ โมโนเมอร์จะรวมกันในแต่ละเวเลนซ์เหล่านี้ นั่นคือ เวเลนซ์ของอันหนึ่งเชื่อมโยงกับเวเลนซ์ของอีกอันหนึ่ง เป็นต้น
สมการการก่อตัวโพลิเอทิลีน
b) ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันเพิ่มเติม 1.4
ในการเกิดพอลิเมอไรเซชันนี้ โมโนเมอร์นำเสนอพันธะคู่สองพันธะ (หนึ่ง pi และ หนึ่งซิกมา) 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
บิวทาไดอีนเรโซแนนซ์
ค) ปฏิกิริยาของ การรวมตัวของพอลิเมอไรเซชัน หรือการกำจัด
มันเป็นปฏิกิริยาของ พอลิเมอไรเซชัน ซึ่งโมโนเมอร์สองตัว (เหมือนกันหรือต่างกัน) จะต้องสูญเสียอะตอมหรือกลุ่มไปพร้อม ๆ กันส่งผลให้มีเวเลนซ์อิสระสองอันในแต่ละอัน ด้วยวิธีนี้จะมีการกำจัดไฮโดรเจนออกจากโมโนเมอร์เสมอซึ่งจะรวมกับฮาโลเจน (F, Cl, Br, I), OH, NH2หรือค่า CN ของโมโนเมอร์อื่น
ดังนั้นใน พอลิเมอไรเซชัน โดยการกำจัดมักจะมีการก่อตัวของน้ำ, กรดฮาโลจิเนต (HCl, HI, HF, HBr), แอมโมเนีย (NH3) หรือกรดไฮโดรไซยานิก (HCN) นอกเหนือจากพอลิเมอร์ ดู ตัวอย่าง การแสดงการก่อตัวของโพลีเอสเตอร์ วัสดุที่ใช้เป็นผ้า:
สมการการก่อตัวโพลีเอสเตอร์
โมโนเมอร์ที่สร้างโพลีเอสเตอร์คือกรด p-benzenedioic และ ethane-1,2-diol เราสามารถสังเกตได้ว่าในสิ่งนี้ พอลิเมอไรเซชัน การกำจัดโมเลกุลของน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากโมโนเมอร์สองตัวมีไฮดรอกซิลสองตัว ในขั้นตอนนี้ กรดจะสูญเสียไฮดรอกซิลทั้งสอง และไดอัลโคฮอลจะสูญเสียเฉพาะไฮโดรเจนจากไฮดรอกซิลของมัน:
โครงสร้างโพลีเอสเตอร์
โมโนเมอร์โพลีเอสเตอร์เชื่อมต่อกันด้วยออกซิเจนในแอลกอฮอล์และคาร์บอนในกรดคาร์บอกซิล
By Me. ดิโอโก้ โลเปส ดิอาส
แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-polimerizacao.htm
