Hvilken type kjemisk reaksjon produserer en polymer

Før du går direkte inn i hovedemnet, Hvilken type kjemisk reaksjon produserer en polymer, la oss forstå det grunnleggende om polymer først.

Hva er en polymer

En polymer er et stoff som består av molekyler som er arrangert som svært lange sekvenser av en eller flere atomer eller gruppe av atomer som er bundet til hverandre av kovalente bindinger. Polymerer betraktes som makromolekyler på grunn av deres massive molekylmasse. Gruppene av atomer eller molekyler som sammenkobler for å danne en polymer er kjent som monomerer. Således er monomerer byggestene av polymerer.

De primære bindingene som finnes i en polymer er kovalente bindinger. I tillegg kan det være van der Waals-obligasjoner. Kovalente bindinger er sterkere enn van der Waals-obligasjoner. Dermed er depolymerisering av en polymer ganske vanskelig, og det kan innebære avanserte teknikker.

Klassifisering av polymerer

Polymerer er klassifisert på forskjellige måter.

Basert på typer monomerer som bygger polymerer, er det to typer polymerer; (en) homo-, som er sammensatt ved polymerisasjonen av bare en type monomer, og (b) kopolymerer, som dannes ved polymerisering av to eller flere typer monomerer.

Basert på polymerens natur, de kan klassifiseres som naturlige og syntetiske polymerer. Et godt eksempel på en naturlig polymer er naturlig gummi latex, som er hentet fra treet kalt Hevea brasiliensis. Syntetiske polymerer er menneskeskapte polymerer under kontrollert tilstand. Noen eksempler på syntetiske polymerer inkluderer plast, neoprengummi, silikongummi, isoprengummi osv.

Basert på strukturen, det er fire typer polymerer: lineære polymerer, cykliske polymerer, forgrenede polymerer og nettverkspolymerer.

Den vanligste klassifiseringen av polymerer er basert på deres kjemiske og fysiske egenskaper. I følge denne klassifiseringen grupperes polymerer som termoplast, elastomerer og termosetter. termoplast er polymerene sammensatt av lineære eller forgrenede polymerer; de myker på underkastelse av varme. De kan støpes i en hvilken som helst form ved hjelp av ulike støpingsteknikker. elastomerer er polymerene som har en elastisk natur, som de raskt kan gjenopprette sin opprinnelige dimensjon når det påførte spenningen frigjøres. herdeplaster er de stive polymerene bestående av høyt tverrbundet nettverk av polymerer. Disse polymerene kan ikke omformes når de er dannet og nedbrytes ved påføring av varme. 

Hva er biologisk nedbrytbare polymerer

Hva er polymerisering

Polymerisering er prosessen som forbinder monomere molekyler sammen for å danne lange kjeder gjennom en kjemisk reaksjon. Homopolymerer dannes ved homopolymerisering, mens kopolymerer dannes ved kopolymerisering. For eksempel gjennomgår etylenmonomerer homopolymerisasjon for å danne polyeten, mens etylen og propylenmonomerer undergår kopolymerisering for å danne poly (propylen / etylen) [PP / PE] kopolymer.

Hvilken type kjemisk reaksjon produserer en polymer

Det grunnleggende kravet til polymerisering er monomers evne til å danne bindinger med andre monomermolekyler. Det er forskjellige typer kjemiske reaksjoner involvert i polymerindustrien for å danne polymerer. Alle disse reaksjonstyper kan kategoriseres i to grunnleggende kategorier som kalles trinnpolymerisering og kjedepolymerisering.

Trinn polymerisering

Trinnpolymerisering er en vekstreaksjon. I trinnpolymerisering skjer veksten av polymerkjeder ved trinnvise reaksjoner som finner sted mellom hvilke som helst to molekylære arter. Under trinnpolymerisasjon øker polymeriseringsgraden gradvis gjennom reaksjonen idet hvert monomere molekyl transformeres til en dimer, deretter inn i en trimer og så videre inntil de danner de polymere makromolekylene. Det er to typer polyreaksjoner under trinnpolymerisering: polykondensasjon og polyaddisjon. Polykondensasjonsreaksjoner er langt mer vanlige enn polyaddisjon-reaksjoner.

En generisk representasjon av en trinnvoksende polymerisering. (Enkle hvite prikker representerer monomerer og svarte kjeder representerer oligomerer og polymerer)

Kjedepolymerisering

Ved kjedepolymerisasjon skjer polymerisasjonsreaksjonen bare med en monomer festet til en reaktiv sluttgruppe og krever vanligvis en initiator for å starte reaksjonen. Monomerer som brukes til kjedepolymerisering inneholder vanligvis dobbeltbindinger, trippelbindinger eller aromatiske ringer. Disse reaksjonene kan utføres ved bruk av anioniske mekanismer, kationiske mekanismer, friradikalmekanismer og koordineringsmekanismer. Typen av mekanisme bestemmes basert på den kjemiske egenskapen til monomeren og initiatoren som anvendes. Den vanligste mekanismen er friradikalpolymerisering, hvor monomerer inneholder karbon-karbon-dobbeltbindinger eller vinylmonomerer som etylen, butadien, styren, akrylnitril, vinylklorid etc. Initiatorer av fri radikal-polymerisering kan generere radikaler ved forskjellige kjemiske reaksjoner som termisk dekomponering, redoksreaksjoner, etc., for å initiere polymerisasjonsreaksjonen. Noen vanlige eksempler på slike initiatorer inkluderer hydroperoksyder, bikarbonatperoksid, peroksyester, azokomponenter, uorganiske vannløselige persulfater, hydrogenperoksid, etc.

Et eksempel på kjedevekstpolymerisering ved ringåpning til polykaprolakton

referanser:

Robert J. Young og Peter A. Lovell, Introduksjon til polymerer (2011), 3^rd Utgave, CRC Press, USA.

Bruce, R.G., Dalton, W.K., Neely, J.E. og Kibbe, R.R, Moderne materialer og produksjonsprosess (2004), 3^rd Edition, Repro India Ltd, India.

Bilde Courtesy:

"Step-growth polymerization" Av Chem538grp5w09 - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia

"Polykaprolaktonsyntese" Av V8rik på engelsk Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia