Bir polimerin kimyasal modifikasyonu

Polimerin kimyasal modifikasyonu , bir taşıdığı reaktif grupların doğası bir modifikasyon içerir , polimer zinciri . Modifikasyon , polimerlerin fonksiyonel gruplarında veya zincirin sonundaki doymamışlıklarda , yan zincirlerde veya ana omurga seviyesinde gerçekleşebilir.

Hedefler

Polimerlerin kimyasal modifikasyonlarının ana hedefleri şunlardır:

• belirli özelliklere sahip polimerler oluşturmak;
• monomerleri olmayan veya çok kararlı olmayan polimerlerin üretilmesi .

Süreç

Polimerlerin kimyasal modifikasyonu, polimerin molar kütlesindeki bir artışla (kopolimerizasyon, vb.), Bu kütlede bir azalma (depolimerizasyon, polimerlerin bozulması, zincir kesme,  vb. ) İle veya bu kütlede değişiklik olmaksızın gerçekleşebilir. (bazı döngüselleştirmeler, bazı retikülasyonlar,  vb. ).

Polimerlerin ana kimyasal modifikasyon süreçleri şunlardır:

• Siklizasyon  : Siklizasyon polimerin bir kimyasal reaksiyondur yol açar bu:
  • polimer zincirlerinde halkaların oluşumu . Halkalar oluşturmak için birlikte reaksiyona girebilen iki komşu birim olduğunda siklizasyon reaksiyonu gerçekleşir. Örnekler:
    • poliakrilonitrilin siklizasyonu, siklizasyon, poliakrilonitrilin CN gruplarını içerir,
    • poli (vinil alkol) 'ün (PVAL) bir aldehit ile siklizasyonu, örneğin, poli (vinil butiral) (PVB) vermek için,
    • olan polyalkadienes siklizasyonu konjuge dienler , bu durumda poliizopren ve polibütadien  ;
  • tüm polimerin tek bir döngüye dönüştürülmesi. Siklizasyon reaksiyonu, zincirin sonunda bir halka oluşturmak için birlikte reaksiyona girebilen iki ünite olduğunda gerçekleşir. Örnek: polidimetilsiloksanın siklizasyonu  ;
• Fonksiyonelleştirme  : Polimerlerin fonksiyonalizasyonu spesifik özellikleri olan bir ürün yaratmak için polimerlere kimyasal grupların giriş;
• kopolimerizasyon aşılama (gerçekleşir üzerine aşılama ) ya da radyasyon ile ( den aşılama );
• çapraz bağlama  ;
• Depolimerizasyon  : bir monomer ya da bir monomer karışımı içinde bir polimerin dönüştürme işlemi;
• Zincir açılma  : neden kimyasal reaksiyon bağ çözücü omurga.

Örnekler

Polimerlerin kimyasal modifikasyonları, modifikasyon sonrası reaktiflerin kullanılmasıyla veya kullanılmadan gerçekleştirilebilir. Bu reaktifler şunlar olabilir:

• küçük moleküller: örneğin monomerler;
• arasında oligomer veya polimerler: ön polimer , örneğin.

Modifiye edilmiş polimerler doğal veya sentetik olabilir.

Modifikasyon sonrası reaktifi olmadan

Polimerlerin kimyasal modifikasyonu, sıcaklıktaki bir artış veya bir katalizörün varlığıyla gerçekleşebilir .

Sentetik polimerlerin modifikasyonu

• Poliakrilonitrilin siklizasyonu.
• Konjuge dienlere sahip polialkadienlerin siklizasyonu.

Tek fonksiyonlu modifikasyon sonrası reaktifler

Oluşan polimer mimariyi değiştirmez.

Doğal polimerlerin modifikasyonu

• Selülozun modifikasyonu  :
  • Esterleştirme: selüloz esterler
  • Eterifikasyon: selüloz eterler
• Nişastanın modifikasyonu  : modifiye nişastalar:
  • Esterifikasyon: nişasta fosfatlar , asetatlar ve adipatlar
  • Eterifikasyon: hidroksipropil nişasta, hidroksietil
• Kitin deasetilasyonu  : kitosan .

Sentetik polimerlerin modifikasyonu

• Polivinil asetatın (PVAC) kimyasal modifikasyonu şunlara neden olabilir:
  • poli (vinil alkol)  : poli (vinil asetat), kısmen ya da tamamen poli (vinil alkol) elde etmek için hidrolize edilir;
  • poli (vinil asetat fitalat) (PVAP): poli (vinil asetat), kısmi olarak hidrolize edilmiş ve sonra esterleştirilir ftalik asit .

• Polivinil alkolün kimyasal modifikasyonu şunları verebilir:
  • poli (vinil nitrat) (PVN) bir olduğu ester inorganik nitrik asit ve poli (vinil alkol);
  • poli ( vinil asetaller ): bir aldehit ile poli (vinil alkol) arasındaki reaksiyonla hazırlanırlar. Poli (vinil butiral) ve poli (vinil formal) (PVFM), bu polimer ailesinin örnekleridir. Sırasıyla poli (vinil alkol) 'ün butiraldehit ve formaldehit ile reaksiyonu ile hazırlanırlar .

• Etilen vinil asetatın (EVA) hidrolizi, etilen vinil alkolü (EVOH) verir.
• Hidrolizi polyvinyleformamide verir polyvinyleamine  :

• Superchlorination arasında poli (vinil klorür) (PVC) vermiştir klorlanmış poli (vinil klorür) (CPVC).

Çok fonksiyonlu modifikasyon sonrası reaktifler

Bu tip molekül, reaktif grupları birbirine bağlayarak çapraz bağlanmaya neden olacaktır. Bu daha sonra çapraz bağlama sonrası olarak adlandırılır .

Doğal polimerlerin modifikasyonu

• Kazein ve süte ile karışık formaldehit veren galalit .
• Sıcak vulkanizasyon arasında doğal kauçuk mevcudiyetinde kükürt .

Sentetik polimerlerin modifikasyonu

• Doymamış polyesterlerin (PU) vinil monomerlerle , özellikle stiren ile çapraz bağlanması, ısıyla sertleşen polimerlerle sonuçlanır .

Referanslar

1. (in) "  polimer siklizasyon  " Kimyasal Terminoloji Özeti [ "  Altın Kitap  "], IUPAC 1997, online (2006-) sürümünü düzeltilmiş 2 inci  ed.
2. (in) "  polimer işlevselleştirmeleri  " Kimyasal Terminoloji Özeti [ "  Altın Kitap  "], IUPAC 1997, online (2006-) sürümünü düzeltilmiş 2 inci  ed.
3. Bu yazıda depolimerizasyon ve zincir kırma tanımları Temel Polimer Bilimi Terimler Sözlüğünden alınmıştır.
4. Qi H (2017) Selüloz İşlevselleştirme Platformları . Selüloza Dayalı Yeni Fonksiyonel Malzemelerde (sayfa 11-23). Springer, Cham. | Öz