Kaj je polimerizacija v organski kemiji

Polimerizacija je postopek pridobivanja velike molekule iz ene vrste začetnih monomerov. Nastali polimer je makromolekula, ki je sestavljena iz zadostnega števila ponavljajočih se enot.

Glavne vrste polimerizacije

Odgovarjanje na vprašanje, kaj je polimerizacija v kemiji, ugotavljamo, da se ta reakcija pojavi v prisotnosti katalizatorja (procesni pospeševalec).

Homopolimer - visoko molekularna spojina, ki jo dobimo med kombinacijo istih začetnih monomerov.

Heteropolimer je reakcijski produkt različnih izhodnih materialov.

Struktura polimera

Glede na to, da je polimerizacija zapletena kemični proces, lahko ima molekulska masa nastalega polimera drugačen indeks. V visokomolekularnih spojinah obstajajo "terminalne skupine", ki se razlikujejo od ponavljajočih se fragmentov. Take skupine so v strukturi polimera v majhni količini, zato se njihova narava pri analizi kemijskih in fizikalnih lastnosti pridobljene polimerne snovi ne upošteva.

Kationska polimerizacija

Kaj je kationska polimerizacija? Ta proces je pod vplivom kisline Lewis (zmes aluminijev klorid, borni fluorid, kisline) z mehanizmom, ki je analogen postopku elektrofilnega dodajanja z večkratno (dvojno) vezjo.

Na prvi stopnji je proton pritrjen na alken, kar ima za posledico nastanek karbokracije.

Nadalje, zaradi elektronske povezave, pride do interakcije druge alkene molekule, kar ima za posledico nastanek karbokacije, ki ima daljšo verigo.

Poteka večkratna ponovitev procesa, kar ima za posledico nastanek karbokacija z visoko molekulsko maso.

Verjetnost pojava kationske razcepitve je visoka, kar se lahko sproži z odvajanjem iz molekule protonov.

Primeri

V nadaljevanju bomo podrobneje preučili vprašanje, kaj je polimerizacija v kemiji. Primeri takega postopka so podani na osnovi polimerizacije izobutilena. Proces poteka skozi kationski mehanizem, saj obstajajo alkilne elektronske donatorske skupine.

Tvorba verige poliizobutilena se zgodi tako, da na svoji konici nastane najbolj stabilna karbokacija. Posledično je urejeno združevanje "glave do repa".

Med kemijsko interakcijo, praktično brez prisotnosti vode, opazimo tvorbo polimera z dolgimi verigami.

Kakšna je polimerizacija danega predstavnika razreda? nenasičeni ogljikovodiki? Če je katalizator izbran koncentrirana žveplova kislina, Po polimerizaciji opazimo mešanico dveh dimerov. Ko sta dve molekuli izobutilena združeni, se veriga razbije. V tem primeru vmesni kompleks (karbokacija) daje protonu vodo, preden vstopi v interakcijo z drugo molekulo nenasičene alkene.

Anionska polimerizacija

Kaj je anionska polimerizacija? Ta mehanizem predpostavlja polimerizacijo alkena na enem od koncev večkratne vezi. Polimerizacija je mogoča, ko je molekula alkena napadena z določenimi nukleofilnimi reagenti.

Na primer, amidni anion sodeluje z akrilonitratom v dvojni vezi, kar ima za posledico karbanion, v katerem je negativni naboj lokaliziran med cianidom in atomom ogljika. Če se kompleks izkaže za stabilen, opazimo njegovo dodajanje naslednjem alkenskemu molekulu.

Prenehanje naraščajoče verige je mogoče pri reakciji, ki vodi do odstranitve negativnega naboja na koncu ogljikove verige.

Prosta radikalna polimerizacija

Postopek etilenske polimerizacije lahko nadaljuje v prisotnosti peroksidov (pri povišanem tlaku in visoki temperaturi). Razčlenitev verige je olajšana s procesom rekombinacije ali nesorazmerja radikalov.

V ogljikovodični verigi polietilena obstaja več strukturnih enot etilena. Ta struktura označuje dragocene lastnosti te visoke molekulske spojine, kar prispeva k njegovi široki uporabi pri izdelavi embalažnega filma v industrijskem obsegu. Poleg tega je potreben polietilen za izdelavo izdelkov z oblikovanjem in litjem.

V primeru proste radikalske vrste polimerizacije v nesimetričnem alkenu bo rastoči konec predstavljen kot stabilen radikal, postopek pa predstavlja tip "glava do repa".

Izobutilen in propilen ne polimerizirajo na mehanizmu prostih radikalov. Vsi polimeri, pridobljeni v kemični industriji, se najdejo v različnih panogah inženiringa, farmacevtskih izdelkov in medicine. Najpogostejši polimeri, pridobljeni iz nenasičenih ogljikovodikov serije etilena, so sami polietilen in njegov homolog-propilen.