Ce tip de reacție chimică produce un polimer

Înainte de a intra direct în subiectul principal, ce tip de reacție chimică produce un polimer, să înțelegem mai întâi elementele de bază ale polimerului.

Ce este un polimer

Un polimer este o substanță constând din molecule care sunt aranjate ca secvențe foarte lungi ale uneia sau mai multor specii de atomi sau grup de atomi legați unul de celălalt prin legături covalente. Polimerii sunt considerați ca macromolecule datorită masei lor moleculare masive. Grupurile de atomi sau molecule care se interconectează pentru a forma un polimer sunt cunoscute ca monomeri. Astfel, monomerii reprezintă blocurile de polimeri.

Legăturile primare găsite într-un polimer sunt legături covalente. În plus, pot exista obligațiuni van der Waals. Obligațiunile covalente sunt mai puternice decât obligațiunile van der Waals. Astfel, depolimerizarea unui polimer este destul de dificilă și poate implica tehnici avansate.

Clasificarea polimerilor

Polimerii sunt clasificați în diferite moduri.

Pe baza tipurilor de monomeri care construiesc polimeri, există două tipuri de polimeri; (A) homopolimeri, care sunt compuse prin polimerizarea unui singur tip de monomer și (b) copolimeri, care sunt formate prin polimerizarea a două sau mai multe tipuri de monomeri.

Bazat pe natura polimerilor, ele pot fi clasificate ca polimeri naturali și sintetici. Un exemplu bun pentru o polimer natural este latex de cauciuc natural, care este obținut din pomul numit Hevea brasiliensis. Polimeri sintetici sunt polimeri fabricați de om în condiții controlate. Câteva exemple de polimeri sintetici includ cauciuc plastic, cauciuc neoprenic, cauciuc siliconic, cauciuc de izopren, etc.

Pe baza structurii, există patru tipuri de polimeri: polimeri liniari, polimeri ciclici, polimeri ramificați și polimeri de rețea.

Cea mai comună clasificare a polimerilor este pe baza caracteristicilor lor chimice și fizice. Conform acestei clasificări, polimerii sunt grupați în termoplastice, elastomeri și termoseturi. Termoplasticele sunt polimerii formați din polimeri liniari sau ramificați; ele se înmoaie după supunerea căldurii. Ele pot fi turnate în orice formă utilizând diferite tehnici de turnare. elastomeri sunt polimerii care au o natură elastică, datorită căruia își pot recupera rapid dimensiunea originală atunci când stresul aplicat este eliberat. termorigide sunt polimerii rigizi alcătuit dintr-o rețea de polimeri foarte reticulată. Acești polimeri nu pot fi refolosi după formare și se degradează la aplicarea căldurii. 

Ce sunt polimerii biodegradabili

Ce este polimerizarea?

Polimerizarea este procesul care leagă moleculele de monomeri împreună pentru a forma lanțuri lungi printr-o reacție chimică. Homopolimerii se formează prin homopolimerizare, în timp ce copolimerii se formează prin copolimerizare. De exemplu, monomerii de etilenă suferă o homopolimerizare pentru a forma polietenă, în timp ce monomerii etilenă și propilenă se supun copolimerizării pentru a forma copolimer poli (propilenă / etilenă) [PP / PE].

Ce tip de reacție chimică produce un polimer

Cerința de bază pentru polimerizare este capacitatea monomerilor de a forma legături cu alte molecule de monomeri. Există diferite tipuri de reacții chimice implicate în industria polimerilor pentru a forma polimeri. Toate aceste tipuri de reacții pot fi clasificate în două categorii de bază numite polimerizare în etape și polimerizare în lanț.

Etapa de polimerizare

Etapa de polimerizare este o reacție de creștere. În etapa de polimerizare, creșterea lanțurilor de polimeri are loc prin reacții treptate care au loc între oricare două specii moleculare. În timpul polimerizării în etape, gradul de polimerizare crește treptat pe parcursul reacției, deoarece fiecare moleculă de monomer este transformată într-un dimer, apoi într-un trimer și așa mai departe până când formează macromoleculele polimerice. Există două tipuri de poli-reacții la polimerizare în trepte: policondensare și poliadizare. Reacțiile de policondensare sunt mult mai frecvente decât reacțiile de poliadieție.

O reprezentare generică a unei polimerizări cu creștere în trepte. (Punctele unice alb reprezintă monomerii și lanțurile negre reprezintă oligomeri și polimeri)

Lansarea polimerizării

În polimerizarea în lanț, reacția de polimerizare are loc numai cu un monomer atașat la un grup de reacție reactiv și de obicei necesită un inițiator pentru a începe reacția. Monomerii utilizați pentru polimerizarea în lanț conțin de obicei legături duble, legături triple sau inele aromatice. Aceste reacții pot fi efectuate utilizând mecanisme anionice, mecanisme cationice, mecanisme ale radicalilor liberi și mecanisme de coordonare. Tipul mecanismului este determinat pe baza proprietății chimice a monomerului și a inițiatorului utilizat. Cel mai obișnuit mecanism este polimerizarea cu radicali liberi, în care monomerii conțin duble legături carbon-carbon sau monomeri vinilici cum ar fi etilenă, butadienă, stiren, acrilonitril, clorură de vinil etc. Inițiatorii polimerizării cu radicali liberi pot genera radicali prin diferite reacții chimice, descompunerea termică, reacțiile redox etc, pentru inițierea reacției de polimerizare. Unele exemple comune ale unor astfel de inițiatori includ hidroperoxizi, peroxid de bicarbonat, peroxiesteri, azocompuși, persulfați anorganici solubili în apă, peroxid de hidrogen etc..

Un exemplu de polimerizare a creșterii lanțului prin deschiderea inelului la policaprolactonă

Referințe:

Robert J. Young și Peter A. Lovell, Introducere în polimeri (2011), 3^rd Ediție, CRC Press, SUA.

Bruce, R.G., Dalton, W.K., Neely, J.E. și Kibbe, R.R, Materiale moderne și procesul de fabricație (2004), 3^rd Ediție, Repro India Ltd, India.

Datorită fotografiei:

"Polimerizarea cu creștere în trepte" De Chem538grp5w09 - Activitate proprie (Domeniul Public) prin Wikimedia Commimedia

"Sinteza poliprolactonei" de V8rik la Wikipedia în engleză (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons