Welche Art von chemischer Reaktion erzeugt ein Polymer
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Bevor wir uns direkt mit dem Hauptthema beschäftigen, welche Art von chemischer Reaktion ein Polymer erzeugt, sollten wir zuerst die Grundlagen des Polymers verstehen.
Was ist ein Polymer?
Ein Polymer ist eine Substanz, die aus Molekülen besteht, die als sehr lange Sequenzen von einer oder mehreren Atomsorten oder Atomgruppen angeordnet sind, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. Polymere werden aufgrund ihrer massiven Molekülmasse als Makromoleküle betrachtet. Die Gruppen von Atomen oder Molekülen, die sich zu einem Polymer verbinden, sind als Monomere bekannt. Monomere sind also die Bausteine für Polymere.
Die in einem Polymer gefundenen primären Bindungen sind kovalente Bindungen. Daneben kann es Van-der-Waals-Anleihen geben. Kovalente Bindungen sind stärker als Van-der-Waals-Bindungen. Daher ist die Depolymerisation eines Polymers ziemlich schwierig und kann fortgeschrittene Techniken umfassen.
Klassifizierung von Polymeren
Polymere werden auf verschiedene Weise klassifiziert.
Basierend auf den Monomertypen für den Aufbau von Polymeren gibt es zwei Arten von Polymeren; (ein) Homopolymere, die durch die Polymerisation nur eines Monomerentyps zusammengesetzt sind, und (b) Copolymere, welche durch die Polymerisation von zwei oder mehr Arten von Monomeren gebildet werden.
Basierend auf der Art der Polymere, Sie können als natürliche und synthetische Polymere klassifiziert werden. Ein gutes Beispiel für eine natürliches Polymer ist Naturkautschuk-Latex, der aus dem genannten Baum gewonnen wird Hevea brasiliensis. Synthetische Polymere sind künstlich hergestellte Polymere unter kontrollierten Bedingungen. Einige Beispiele für synthetische Polymere umfassen Kunststoff, Neoprengummi, Silikonkautschuk, Isoprengummi usw.
Basierend auf der Struktur, Es gibt vier Arten von Polymeren: lineare Polymere, cyclische Polymere, verzweigte Polymere und Netzwerkpolymere.
Die gebräuchlichste Klassifizierung von Polymeren ist basierend auf ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften. Gemäß dieser Klassifizierung werden Polymere in Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste eingeteilt. Thermoplaste sind die Polymere aus linearen oder verzweigten Polymeren aufgebaut; Sie erweichen bei Einwirkung von Wärme. Sie können unter Verwendung verschiedener Formtechniken in jede Form geformt werden. Elastomere sind die Polymere, die eine elastische Natur haben, aufgrund derer sie ihre ursprüngliche Größe schnell wiedererlangen können, wenn die angelegte Spannung gelöst wird. Duroplaste sind die starren Polymere, die aus einem stark vernetzten Netzwerk von Polymeren bestehen. Diese Polymere können nicht einmal umgeformt werden und werden bei Anwendung von Wärme abgebaut.
Was sind biologisch abbaubare Polymere
Was ist Polymerisation?
Polymerisation ist der Prozess, bei dem Monomermoleküle durch eine chemische Reaktion zu langen Ketten verknüpft werden. Homopolymere werden durch Homopolymerisation gebildet, während Copolymere durch Copolymerisation gebildet werden. Beispielsweise werden Ethylenmonomere einer Homopolymerisation unterzogen, um Polyethen zu bilden, während Ethylen- und Propylenmonomere eine Copolymerisation durchlaufen, um ein Poly (propylen / Ethylen) [PP / PE] -Copolymer zu bilden.
Welche Art von chemischer Reaktion erzeugt ein Polymer
Grundvoraussetzung für die Polymerisation ist die Fähigkeit von Monomeren, Bindungen mit anderen Monomermolekülen einzugehen. In der Polymerindustrie gibt es verschiedene Arten chemischer Reaktionen zur Bildung von Polymeren. Alle diese Reaktionstypen können in zwei grundlegende Kategorien unterteilt werden, die als Stufenpolymerisation und Kettenpolymerisation bezeichnet werden.
Schritt Polymerisation
Die Stufenpolymerisation ist eine Wachstumsreaktion. In der Stufenpolymerisation erfolgt das Wachstum von Polymerketten durch schrittweise Reaktionen, die zwischen zwei beliebigen Molekülarten stattfinden. Während der Stufenpolymerisation steigt der Polymerisationsgrad während der Reaktion allmählich an, wenn jedes Monomermolekül in ein Dimer umgewandelt wird, dann in ein Trimer und so weiter, bis sie die polymeren Makromoleküle bilden. Es gibt zwei Arten von Polyreaktionen unter Stufenpolymerisation: Polykondensation und Polyaddition. Polykondensationsreaktionen sind weitaus häufiger als Polyadditionsreaktionen.
Eine generische Darstellung einer Stufenwachstumspolymerisation. (Einzelne weiße Punkte stehen für Monomere und schwarze Ketten für Oligomere und Polymere.)
Kettenpolymerisation
Bei der Kettenpolymerisation findet die Polymerisationsreaktion nur mit einem Monomer statt, das an eine reaktive Endgruppe gebunden ist, und erfordert üblicherweise einen Initiator, um die Reaktion zu starten. Die zur Kettenpolymerisation eingesetzten Monomere enthalten üblicherweise Doppelbindungen, Dreifachbindungen oder aromatische Ringe. Diese Reaktionen können unter Verwendung anionischer Mechanismen, kationischer Mechanismen, Mechanismen freier Radikale und Koordinationsmechanismen durchgeführt werden. Die Art des Mechanismus wird auf der Grundlage der chemischen Eigenschaften des verwendeten Monomers und Initiators bestimmt. Der gebräuchlichste Mechanismus ist die radikalische Polymerisation, bei der Monomere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen oder Vinylmonomere wie Ethylen, Butadien, Styrol, Acrylnitril, Vinylchlorid usw. enthalten. Initiatoren der Radikalpolymerisation können durch verschiedene chemische Reaktionen Radikale erzeugen, wie z thermische Zersetzung, Redoxreaktionen usw., um die Polymerisationsreaktion zu initiieren. Einige übliche Beispiele für solche Initiatoren umfassen Hydroperoxide, Bicarbonatperoxid, Peroxyester, Azoverbindungen, anorganische wasserlösliche Persulfate, Wasserstoffperoxid usw.
Ein Beispiel für Kettenwachstumspolymerisation durch Ringöffnung zu Polycaprolacton
Verweise:
Robert J. Young und Peter A. Lovell, Einführung in Polymere (2011), 3rd Ausgabe, CRC Press, USA.
Bruce, R. G., Dalton, W. K., Neely, J. E. und Kibbe, R. R, Modern Materials and Manufacturing Process (2004), 3rd Edition, Repro India Ltd, Indien.
Bildhöflichkeit:
"Schrittwachstumspolymerisation" Von Chem538grp5w09 - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
„Polycaprolacton-Synthese“ von V8rik in der Wikipedia auf Englisch (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
