Kakšen tip kemijske reakcije proizvaja polimer

Preden e umerimo na glavno temo, Kakšna kemijka reakcija proizvaja polimer, najprej razumemo onove polimera. Polimer je nov, ki etoji iz molekul, ki o razvrščene kot zelo dolge ekvence ene ali več vr

Kakšen tip kemijske reakcije proizvaja polimer

Vsebina:

Preden se usmerimo na glavno temo, Kakšna kemijska reakcija proizvaja polimer, najprej razumemo osnove polimera.

Kaj je polimer

Polimer je snov, ki sestoji iz molekul, ki so razvrščene kot zelo dolge sekvence ene ali več vrst atomov ali skupine atomov, povezanih med seboj s kovalentnimi vezmi. Polimeri so zaradi svoje velike molekulske mase obravnavani kot makromolekule. Skupine atomov ali molekul, ki se med seboj povezujejo, da tvorijo polimer, so znane kot monomeri. Tako so monomeri gradniki polimerov.

Primarne vezi, ki jih najdemo v polimeru, so kovalentne vezi. Poleg tega lahko obstajajo tudi van der Waalsove obveznice. Kovalentne vezi so močnejše od van der Waalsovih vezi. Tako je depolimerizacija polimera zelo težka in lahko vključuje napredne tehnike.

Razvrstitev polimerov

Polimeri so razvrščeni na različne načine.

Na podlagi vrst monomerov da gradijo polimere, obstajata dve vrsti polimerov; (a) homopolimerov, ki so sestavljeni iz polimerizacije samo ene vrste monomera, in (b) kopolimere, ki nastanejo s polimerizacijo dveh ali več vrst monomerov.

Glede na naravo polimerov, lahko jih uvrstimo med naravne in sintetične polimere. Dober primer za naravni polimer je lateks iz naravnega kavčuka, ki ga dobimo iz drevesa, ki ga imenujemo Hevea brasiliensis. Sintetični polimeri so umetni polimeri pod nadzorovanim pogojem. Nekateri primeri sintetičnih polimerov so plastika, neoprenska guma, silikonska guma, izoprenska guma itd.

Na podlagi strukture, obstajajo štiri vrste polimerov: linearni polimeri, ciklični polimeri, razvejeni polimeri in polimerov.

Najpogostejša klasifikacija polimerov je njihove kemične in fizikalne lastnosti. Po tej klasifikaciji so polimeri razvrščeni v termoplastike, elastomere in termoreaktivne. Termoplasti so polimeri, izdelani iz linearnih ali razvejanih polimerov; mehča se ob oddaji toplote. Lahko se oblikujejo v katerokoli obliko z uporabo različnih tehnik oblikovanja. Elastomeri so polimeri, ki imajo elastično naravo, zaradi česar lahko hitro sprostijo svojo prvotno dimenzijo, ko se sprosti uporabljena napetost. Termoseti so togi polimeri, sestavljeni iz visoko zamreženega omrežja polimerov. Ti polimeri se ne morejo preoblikovati, ko se oblikujejo in razgradijo ob uporabi toplote.

Kaj so biorazgradljivi polimeri

Kaj je polimerizacija

Polimerizacija je proces, ki povezuje molekule monomerov, da tvorijo dolge verige s kemično reakcijo. Homopolimeri nastanejo z homopolimerizacijo, kopolimeri pa nastanejo s kopolimerizacijo. Na primer, etilenski monomeri se homopolimerizirajo, da tvorijo polieten, medtem ko etilenske in propilenske monomere podvržemo kopolimerizaciji, da tvorimo poli (propilen / etilen) [PP / PE] kopolimer.

Kakšen tip kemijske reakcije proizvaja polimer

Osnovna zahteva za polimerizacijo je sposobnost monomerov, da tvorijo vezi z drugimi monomernimi molekulami. Obstajajo različne vrste kemičnih reakcij v polimerni industriji, ki tvorijo polimere. Vse te reakcijske vrste lahko razvrstimo v dve osnovni kategoriji, imenovani stopenjska polimerizacija in verižna polimerizacija.

Korak Polimerizacija

Stopenjska polimerizacija je reakcija rasti. V stopenjski polimerizaciji se rast polimernih verig pojavlja s postopnimi reakcijami, ki potekajo med dvema molekulskima vrstama. Med stopenjsko polimerizacijo se stopnja polimerizacije postopoma poveča skozi reakcijo, ko se vsaka monomerna molekula transformira v dimer, nato v trimer in tako naprej, dokler ne oblikujejo polimernih makromolekul. Obstajata dve vrsti poliakcij pri stopenjski polimerizaciji: polikondenzacija in poliadicija. Polikondenzacijske reakcije so veliko pogostejše kot reakcije na poliadicij.


Splošna predstavitev stopenjske polimerizacije. (Enotne bele pike predstavljajo monomere in črne verige predstavljajo oligomere in polimere)

Lančna polimerizacija

Pri verižni polimerizaciji pride do reakcije polimerizacije le z monomerom, ki je vezan na reaktivno končno skupino in običajno zahteva, da začne reakcijo sprožiti iniciator. Monomeri, ki se uporabljajo za verižno polimerizacijo, običajno vsebujejo dvojne vezi, trojne vezi ali aromatske obroče. Te reakcije lahko izvedemo z uporabo anionskih mehanizmov, kationskih mehanizmov, mehanizmov prostih radikalov in mehanizmov usklajevanja. Vrsta mehanizma se določi na podlagi kemijske lastnosti uporabljenega monomera in iniciatorja. Najpogostejši mehanizem je polimerizacija s prostimi radikali, kjer monomeri vsebujejo dvojne vezi ogljik-ogljik ali vinilne monomere, kot so etilen, butadien, stiren, akrilonitril, vinilklorid itd. Pobudniki polimerizacije prostih radikalov lahko proizvajajo radikale z različnimi kemijskimi reakcijami toplotna razgradnja, redoks reakcije itd., da se sproži reakcija polimerizacije. Nekateri pogosti primeri takšnih iniciatorjev so hidroperoksidi, bikarbonatni peroksid, peroksiestri, azokomponente, anorganski vodotopni persulfati, vodikov peroksid itd.


Primer polimerizacije z rastjo verige z odprtjem obroča do polikaprolaktona

 

Reference:

Robert J. Young in Peter A. Lovell, Uvod v polimere (2011), 3rd Edition, CRC Press, ZDA.

Bruce, R. G, Dalton, W.K., Neely, J.E. in Kibbe, R.R., Sodobni materiali in proizvodni proces (2004), 3rd Edition, Repro India Ltd, Indija.

Vljudnost slike:

»Polimerizacija po stopnjah rasti« S Chem538grp5w09 - Lastno delo (Public Domain) preko