Hvordan blir polymerer laget?


Frank N. Kelley, dekan fra College of Polymer Science og Polymer Engineering ved University of Akron, gir følgende forklaring. Syntetiske polymerer fremstilles ved kjemiske reaksjoner, betegnet "polymerisasjoner". Polymeriseringer forekommer i varierte former - alt for mange til å undersøke her - men slike reaksjoner består av den repeterende kjemiske binding av enkelte molekyler, eller monomerer. Bl

Frank N. Kelley, dekan fra College of Polymer Science og Polymer Engineering ved University of Akron, gir følgende forklaring.

Syntetiske polymerer fremstilles ved kjemiske reaksjoner, betegnet "polymerisasjoner". Polymeriseringer forekommer i varierte former - alt for mange til å undersøke her - men slike reaksjoner består av den repeterende kjemiske binding av enkelte molekyler, eller monomerer. Blandede kombinasjoner av varme, trykk og katalyse endre de kjemiske bindingene som holder monomerer sammen, slik at de binder seg til hverandre. Ofte gjør de det på en lineær måte, og skaper kjeder av monomerer som kalles polymerer.

Noen polymerisasjoner går sammen hele monomerer sammen, mens andre bare går med deler av monomerer og lager "gjenværende" materialer eller biprodukter. Sampolymerer kan dannes under anvendelse av to eller flere forskjellige monomerer. Og to eller flere polymerer kan kombineres for å fremstille en legering, eller blanding, som viser egenskapene til hver komponent.

For eksempel, la oss se på vanlig plastpolyetylen, som finnes i slike varer som dagligvareposer, leker og flasker. Monomeren etylen består av to karbonatomer, hver bundet til to hydrogenatomer og deler et dobbeltbinding med hverandre. Polyetylen består av en kjede av enkeltbundne karbonatomer, som hver fremdeles bærer sine to hydrogenatomer.

LINEAR POLYETYLENE

En måte å produsere polyetylen på kalles "friradikalpolymerisering." Som i andre polymerisasjoner har prosessen tre trinn, kjent som initiering, forplantning og avslutning. Til å begynne med, må vi legge til en katalysator for vår tilførsel av etylen. En vanlig katalysator er benzoylperoksid, som ved oppvarming har vanen med å splitte i to fragmenter, hver med en upparet elektron eller fritt radikal. Disse fragmentene er kjent som initiatorfragmenter.

Den uparbeide elektron søker naturligvis en annen og finner et passende mål i dobbeltbindingen mellom karbonatomene i etylenmolekylet. Ved å ta en elektron fra karbonbindingen, binder initiatorfragmentet seg til en av monomerens karbonatomer.

Radikalet er nå lykkelig, men denne initierende reaksjonen skaper et annet frie radikal assosiert med etylenmolekylets andre karbonatom. Den nye radikalen søker også en partner. Og så begynner etylenmonomerer å feste seg i en kjede, og skaper nye radikaler hver gang og forlenger kjeden. Dette stadiet kalles forplantning.

Voksende kjeder kan også legge seg til hverandre. Vanligvis går kjedene til ende, men noen ganger kommer de til slutt til ryggraden, som gjør forgrenede polyetylenmolekyler.

Til slutt stopper fri radikalpolymerisering på grunn av det som kalles avslutningsreaksjoner. For eksempel, i stedet for å stjele en elektron fra dobbeltbundet karbon eller en nærliggende forplantningskjede, stjeler karbonatomet med det frie radikalet noen ganger et helt hydrogenatom fra en annen kjedeende. Polymerenden - røpet av dens hydrogen - danner lett en dobbeltbinding med sitt tilstøtende karbonatom, og polymeriseringen stopper.

Fordi hver del av etylenmonomeren er inkludert i den ferdige polymer, kalles friradikalpolymerisasjonen av polyetylen som en addisjonspolymerisering; Etylenmolekylene blir enkelt tilsatt sammen. Polymeriseringer som bare bruker deler av en monomer, er imidlertid kjent som kondensasjonspolymerisasjoner. Monomerer som kondenserer med hverandre må inneholde minst to reaktive grupper for å danne en kjede. Kondensasjonsreaksjoner resulterer i "kondenserte" polymerer som har mindre total masse enn monomerene som brukes til å lage dem og biprodukter, eller "kondensater" kombinert.

For eksempel dannes poly (etylentereftalat), en polyester kjent som PET som ofte finnes i sodaflasker, fra en reaksjon av to monomerer: etylenglykol og tereftoylklorid. Ved reaksjonens slutt blir et hydrogenatom og et kloratom utelatt fra hvert PET-molekylært kryss, noe som resulterer i et biprodukt av hydrogenklorid (HCl) -gass.

Ovennevnte skal gi deg en ide om hvordan polymerisering fungerer i prinsippet, men det er mye mer til det. For å lære mer, besøk noen av de polymerrelaterte nettstedene på Internett.

Siste nytt

"Jesu evangeliums ektemann" vist å være ekte i testSecretive Bezos-Funded Group avslører Spacecraft Plan DetaljerGiant Antarctic Ice Shelf Crack truer med å bli et massivt isbergHurtigvoksende hav som er satt for å frigjøre varme inn i atmosfærenNye EPA-bensinregler hjelper presidentens klimagruppeVellykket malariavaksine viser også effektive hos spedbarnForskere lager ny solcelle4 nye innovasjoner for å energisere verden