Polimerizare pas cu pas

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Reprezentarea schematică a procesului de polimerizare pas cu pas (lanțurile de creștere sunt evidențiate în negru, monomerii în alb).

Polimerizarea pas cu pas este una dintre cele două mari clase distincte de reacții de polimerizare ; cealaltă este polimerizarea lanțului .

Polimerizarea pas cu pas este adesea o polimerizare prin condensare (adică cu expulzarea unei molecule cu greutate moleculară mică , numită „condensat”), dar există excepții; de exemplu, poliuretanul este un polimer de adăugare, dar producția sa are loc prin polimerizare în etape.

În polimerizările pas cu pas avem:

  • reacțiile de inițiere și propagare au loc cu aproximativ aceeași viteză (k i ≈ k p ); nu trebuie să activați sistemul cu un inițiator ;
  • macromolecula (cu un grad ridicat de polimerizare ) se formează într-un timp relativ lung, la începutul polimerizării există oligomeri ;
  • gradul de polimerizare crește în timp, dar conversia în polimer rămâne constantă ( monomerul dispare imediat).

În polimerizarea pas cu pas sunt implicați monomeri de tip AA / BB sau AB, unde A și B sunt grupări complementare; astfel de monomeri pot fi bi- sau polifuncționali (adică având două sau mai multe grupe funcționale ). În cazul în care fiecare moleculă are mai mult de două grupe funcționale, există posibilitatea de a crea polimeri neliniari.

În polimerii care sunt formați, grupările rezultate (de exemplu, grupul ester ) se află în lanțul principal.

Clasificarea Carothers

Reacțiile chimice implicate în polimerizarea pas cu pas, conform clasificării Carothers , pot fi: [1] [2]

  • condensare : apare cu aproape toate grupurile funcționale pentru eliberarea unei molecule cu greutate moleculară mică (numită „condensată”);
  • adaos la dubla legătură : apare numai cu izocianați ; nu există eliberarea unei molecule mici, dar singurul produs al reacției de polimerizare este polimerul (totuși acest lucru nu exclude producerea altor compuși, de exemplu datorită reacțiilor concurente sau consecutive).

Exemple de polimerizări în trepte

Principalele reacții de polimerizare pas cu pas sunt următoarele:

Epoxidul este un grup foarte reactiv, deoarece are o tensiune unghiulară ridicată și elimină un hidrogen din amine și anhidride , formând rășini epoxidice, (care sunt tehnopolimeri utilizați în domeniul aeronautic ).

Rășinile fenolice reprezintă primul polimer sintetizat în laborator ( bakelită ). Rășinile fenolice au avantajul de a rezista foarte bine focului , mai mult decât rășinile epoxidice.

Grupul izocianat este, de asemenea, foarte reactiv, dar printre toate grupurile posibile reacționează predominant cu alcooli .

Ramificări

Dendrimerii au o structură regulată și sunt sintetizați în mai multe etape; sistemele hiper-reticulate, pe de altă parte, au o structură neregulată și sunt sintetizate prin reticularea unui sistem de tip AB 2 (sinteză într-o singură etapă). Aceste două sisteme, în comparație cu sistemele liniare, au caracteristici diferite, inclusiv:

Reticulări

Un polimer liniar (stânga) și unul reticulat (dreapta) comparat. Cercurile negre indică punctele de reticulare.

Legăturile încrucișate leagă lanțurile polimerice de la 2 capete și le unesc pe diferite planuri cu legături diferite:

  • legături primare ( reacție chimică ): reticulare permanentă;
  • legături secundare ( cristalite ): reticulare fizică, reversibilă;
  • „încurcarea” moleculelor.

Legăturile încrucișate pot fi, de asemenea, împărțite în:

  • dureri (comportament dur, fragil)
  • slăbit (comportament elastic).

Reticularea chimică poate fi obținută din monomeri „polifuncționali” (adică conținând mai mult de două grupări funcționale) sau din reacții secundare.

Notă

  1. ^ WH Carothers, "Journal of the American Chemical Society", 1929, 51, 2548
  2. ^ Paul J. Flory, "Principiile chimiei polimerilor" , Cornell University Press, 1953, p.39. ISBN 0801401348

Bibliografie

Elemente conexe

linkuri externe