Polimerizasyon
Polimerizasyon belirtir kimyasal reaksiyon ya da yöntemde , küçük olan moleküller (örneğin, hidrokarbonlar, ona kadar karbon atomuna iki) birbirleriyle reaksiyona moleküllerini oluşturmak üzere moleküler ağırlıklarda daha yüksek. Başlangıç molekülleri monomerler veya ön polimerler olabilir ; sentezi neden polimerler .
Genel olarak, varlığında, reaktanların ve katalizörlerin , ve ısı ve basınç etkisi altında, makro moleküler zincirler oluşturulmaktadır oluşan özdeş tekrarlanan birimlerin ( sentezlenmiş homopolimer ) veya farklı ( elde edilen kopolimer, bir şekilde bağlı). Kovalent .
Muhtemelen daha yüksek molar kütlelere sahip polimerler elde edilir:
-
iki değerli monomerlerden türetildikleri için tek boyutlu (doğrusal veya dallı ) ;
- ya da üç boyutlu , ortalama valans monomerlerin polimerizasyonundan elde edilen ikiden daha büyük olduğu ile veya çapraz bağlama tek boyutlu polimer.
Selüloz gibi doğal kökenli polimerler ve doğal kaynaklı polimerlerin kimyasal modifikasyonu ile hazırlanan yapay polimerler ( selüloz asetat gibi) aksine polietilen gibi sentetik polimerler arasında bir ayrım yapılır .
Olarak tekstil endüstrisinde , polimerizasyon reçineleri veya plastik ısı vasıtasıyla tekstil bağlı olan kimyasal bir süreçtir.
Tipoloji
Polimerizasyon reaksiyonları iki kritere göre sınıflandırılabilir:
Polikondansasyon ve çoklu ilaveli arasındaki ayrım ,
1929'da Wallace Hume Carothers tarafından ortaya atıldı ;
Aşamalı polimerizasyon ve zincir polimerizasyonu arasındaki ayrım ,
1953'te Paul J. Flory tarafından ortaya atıldı .
Zincir polimerizasyonu
En önemli durumda ilgilidir polimerizasyon , vinil monomerleri (CH 2 = CHR) formülü ya da CH 2 = CR 1 R, 2 .
Polimeraz zincir reaksiyonları üç ardışık aşama içerir:
-
başlatma köklü bir yapıya sahip, mümkün olarak tesirli merkezler oluşturmak mümkün kılar, [örneğin elde edilen termal bozunma a peroksit veya AIBN , iyonik (anyonik ve katyonik reçineler) ya da (başlatıcı)] organometalik (durumunda koordinatif polimerizasyonu );
-
aktif türlerin, monomerleri aktif merkezlere sabitleyerek büyüyen zincirlerin yaratılmasına izin verdiği yayılma . Bu durumda, bir polimer zincirinin büyümesi, yalnızca monomer (ler) ile zincirin reaktif bölgeleri arasındaki reaksiyon (lar) dan kaynaklanır. Yayılma aşaması, bir öncekinden yaklaşık yüz bin kat daha hızlıdır;
-
sonlandırma / transfer : aktif merkez sonunda yok edilir ve zincir büyümesinin durmasına neden olur. Sonlandırma veya transfer reaksiyonlarına örnekler:
- içerisinde radikal polimerizasyonu : (bağlama , örneğin başlatıcının bağlanması), orantısını, monomere transferi, çözücü (hidrokarbon veya hidrohalojen tipi) için, polimer, bir ilave madde için, küçük moleküllere karşı, başlatıcıya , dallanma , köprüleme (olası değil),
- içinde katyonik polimerizasyon : deprotonasyonu , bir sabitleme nükleofil ,
- içinde anyonik polimerizasyon : yokluğunda , kaza (varlığında dışında dioksijen , protonlar , yabancı maddeler). Bkz. Yaşayan Polimerizasyon .
Radikal polimerizasyon ve koordine olmayan iyonik polimerizasyon stereospesifik değildir .
İnhibisyon reaksiyonu
Bir inhibitör ( örneğin: polifenoller ), monomere bağlanamayan bileşikler üreten, aktif merkezlere bağlanan bir moleküldür. Bu reaksiyon, zincirin büyümesini durdurur. İnhibitörler, polimerizasyonu önlemek için monomerin taşınması veya depolanması sırasında kullanılır. Polimerizasyon sıcaklığında aktif olan inhibitörler, polimerizasyon gerçekleştirilmeden önce uzaklaştırılmalıdır (damıtma, yıkama).
Örnekler
Aşamalı polimerizasyon
Bu durumda, dimerler , trimerler , vb oluşturulabilir . birbirleriyle reaksiyona girebilen ve molar kütleler giderek artar. Yüksek derecede polimerizasyona sahip polimerlerin üretilmesi için reaksiyonun tamamlanması gerekir. İki tür aşamalı polimerizasyon ayırt edilebilir:
- çoğu aşamalı polimerizasyon polikondensasyonlardır ve şematize edilebilir:
AT-Xm-B+AT-Xdeğil-B→AT-Xm+değil-B+ATB↑{\ displaystyle \ mathrm {A} - \ mathbb {X} _ {m} - \ mathrm {B} + \ mathrm {A} - \ mathbb {X} _ {n} - \ mathrm {B} \ rightarrow \ mathrm {A} - \ mathbb {X} _ {m + n} - \ mathrm {B} + {\ rm {AB \ uparrow}}}ile:
reaktif moleküller ve antagonistik fonksiyonları taşıyan ve ,
AT-Xm-B{\ displaystyle \ mathrm {A} - \ mathbb {X} _ {m} - \ mathrm {B}}AT-Xdeğil-B{\ displaystyle \ mathrm {A} - \ mathbb {X} _ {n} - \ mathrm {B}}AT{\ displaystyle \ mathrm {A}}B{\ displaystyle \ mathrm {B}}
m{\ displaystyle m}ve veya .
değil=1,2,3,...,m{\ displaystyle n = 1,2,3, \ noktalar, m}değil{\ displaystyle n}
Örnekler:
-
poliamidlere ve suya yol açan birincil
diaminlerin ve
dikarboksilik asitlerin (iki işlevli ve iki değerli moleküller) polimerizasyonu :
↑{\ displaystyle \ mathrm {\ uparrow}}
- bir ait prepolycondensation
aminoplast ,
Fenoplast ,
doymamış poliester reçinesi , vs. ardından üç boyutlu bir polimer üretmek için
kalıpta tam polimerizasyon ;
Hammadde seçimi çok geniştir ve farklı özelliklere ve uygulamalara yol açan çok çeşitli kombinasyonlara izin verir. Elde edilen polimerler genellikle katener heteroatomlar içerir ( ana zincirde ).
Deneysel durumlar
Dört hazırlama tekniği vardır : polimerizasyon, dökme, emülsiyon, süspansiyon veya çözelti içinde gerçekleştirilebilir. Bu tekniklerin her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır.
(Ön) polimerizasyon / karakterizasyonun kontrolü
Polimerizasyon derecesini veya basitçe (ön) polimerin özelliklerini değerlendirmek için , örneğin densimetri (şuruplar / aminoplast reçineleri durumunda), viskometri ( eriyik akış indeksi , molar kütlelerin ölçümü, donma noktası vb. ), ozmometri , malzemelerin direnci ( çekme testi vb.), DSC ve kızılötesi spektroskopi .
Bir polimerin karakteristik miktarlarına da bakınız .
Notlar ve referanslar
-
Diğer bir deyişle, değerliği biri için en az 2, diğeri için 3'e eşit olan iki monomerden kaynaklanan polimerler.
-
Bir de "yeşil" polietilen vardır .
-
Lexicon , Fransız Giyim ve Tekstil Enstitüsü
-
(in) WH Carothers , " Polimerizasyon ve Halka Oluşumu Üzerine Çalışmalar " , J. Am. Chem. Soc. , cilt. 51,1929, s. 2548 ( DOI 10.1021 / ja01383a041 )
-
(in) Paul Flory, Polimer Kimyasının İlkeleri , Cornell University Press , 1953, s. 39 ( ISBN 0-8014-0134-8 )
-
(inç) Susan EM Selke, John D. Culter, Ruben J. Hernandez, Plastik Ambalaj: Özellikler, işleme, uygulamalar ve düzenlemeler , Hanser 2004, s. 29 ( ISBN 1-56990-372-7 )
-
primer diaminler di ile çapraz iki değerlikli ve dört değerli polyamidifications olan epoksitler .
İlgili Makaleler
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">