So maak ons hulle!
Hierdie bladsy word gewy aan 'n inleiding tot hoe polimere gemaak word. 'n Chemiese reaksie wat polimere produseer, word 'n polimerisasie genoem. Daar is baie van hierdie reaksies, en verskil heelwat van mekaar. Maar alle polimerisasies het een ding in gemeen: Hulle begin almal met klein molekules, en verbind hulle om baie groot molekules te verkry. Ons noem die oorspronklike klein molekule monomere. Maar hulle kan in baie verskillende manier aan mekaar verbind word. Mense hou daarvan om dinge te klassifiseer, en so is dit dan ook die geval met polimere. So ons sal die polimerisasie reaksies ook klassifiseer.
Maar ons gaan dit nie nou dadelik doen nie.
Deur net 'n paar kategorieë te gee is nie genoeg nie. Daar moet ook verskillende klasifikasie sisteme wees. Maar die verskillende sisteme kan maklik verwar word, dus sal ons probeer om alles so duidelik as moontlik te maak deur die verskillende sisteme van die begin af duidelik uit te wys. Die eerste sisteem is die Addisie-Kondensasie sisteem.
Hierdie sisteem deel polimerisasies op in twee tipes (soos jy seker uit die naam kon aflei). Hulle is
Ons noem 'n polimerisasie 'n addisiepolimerisasie as die hele monomeermolekuul deel word van die polimeer. Ons noem 'n polimerisasie 'n kondensasiepolimerisasie as deel van die monomeermolekuul afgesplit word wanneer dit deel word van die polimeer. Die deel wat vrygestel word is gewoonlik 'n klein molekuul soos HCl gas, of water. Kom ons kyk na 'n paar voorbeelde om die verduidelikings te illustreer.
Wanneer etileen gepolimeriseer word om poliëtileen te maak, word elke atoom van die etileenmolekule deel van die polimeer. Die monomeer word, in sy geheel, bygevoeg (addisie) tot die polimeer.
Maar 'n kondensasiepolimeer "aanvaar" nie alle dele van die monomeer nie, d.w.s sekere atome van die monomeer word nie deel van die polimeer nie. Wanneer nylon 6,6 gemaak word van adipoïelchloried en heksametileendiamien, word die chlooratome van die adipoïelchloried, elk met 'n amienwaterstof, afgesplit om HCl gas te vorm.
Aangesien daar nou minder massa in die polimeer is as in die oorspronklike monomere, sê ons die polimeer is gekondenseer t.o.v. die monomere. Die byprodukte, of dit nou water, HCl of iets anders is, word die kondensaat genoem.
'n Opsomming van alles wat hier bo gesê is, lui as volg: Kondensasiepolimerisasie gee byprodukte af, en addisiepolimerisasie nie.
Kom ons praat nou oor die volgende klassifikasie sisteem: Die Kettinggroei-Stapsgewysegroei Sisteem.
Die Kettinggroei - Stapsgewysegroei Sisteem
Die ander sisteem wat gebruik word om polimerisasies te klassifiseer, deel die polimerisasie reaksies weer in die volgende twee kategorieë, nl.:
Die verskil tussen die kettinggroei en die stapsgewyse groeipolimerisasies is 'n bietjie meer ingewikkeld as die verskille tussen addisie en kondensasiepolimerisasie. Kom ons probeer verduidelik:
In kettinggroeipolimerisasie word die monomere een op 'n slag deel van die polimeer gemaak. Heel eenvoudig. En om te wys hoe dit werk is hier reaksieskema van 'n kettinggroeipolimerisasie, naamlik die anioniese polimerisasie van stireen om polistireen te lewer.
Maar in 'n stapsgewyse groeipolimerisasie is dinge 'n meer ingewikkeld. Kom ons kyk na die die reaksie waar twee monomere, tereftoïelchloried en etileenglikol met mekaar reageer om 'n poliëster genaamd poliëtileentereftelaat te maak. Die eerste ding wat gebeur is 'n dimeer word gevorm deur die reaksie van die twee monomere met mekaar. Heel eenvoudig.
In 'n kettinggroeisisteem, sou daar slegs een ding gewees het wat kon gebeur het: 'n derde monomeer kon toegevoeg word tot die dimeer, om 'n trimeer te vorm, en dan 'n vierde om 'n tetrameer te vorm, ensovoorts. Maar hier, in die vrye omgewing van stapsgewyse groeipolimerisasie, kan die dimeer 'n hele verskeidenheid van dinge doen. Dit kan natuurlik reageer met een van die monomere om 'n trimeer te vorm:
Maar dit kan ook ander dinge doen. Dit mag dalk reageer met 'n ander dimeer om 'n tetrameer te vorm:
Of dit mag dalk ook met 'n trimeer reageer en 'n pentameer vorm.
En net om dinge nog meer gekompliseerd te maak, kan die tetramere en die pentamere met mekaar reageer om selfs nog groter oligomere te vorm. En so kan hulle groei en groei totdat selfs die oligomere later polimere word.
Die groot verskil is die volgende: in 'n stapsgewyse groei reaksie, sal die groeiende kettings met mekaar reageer om langer kettings te vorm. Dit is van toepassing op kettings van alle lengtes. Die monomeer of dimeer mag reageer op presies dieselfde wyse as 'n ketting wat honderde monomeereenhede bevat. Maar in kettinggroeipolimerisasie, kan net monomere met die groeiende ketting reageer. Twee groeiende kettings kan nie saamsmelt soos in die geval van stapsgewysegroeipolimerisasie nie.
Wel, ek is seker daar is van julle wat opgelet het dat daar in die stapsgewyse groei polimerisasie van 'n poliëester ook 'n byproduk, HCl gas, geproduseer is. Dit sal dit natuurlik beide 'n kondensasiepolimerisasie sowel as 'n stapsgewysegroei polimerisasie maak.
Verder mag julle dalk ook opgelet het dat die kettinggroeipolimerisasie van stireen geen byprodukte geproduseer het nie. Ja, dit is ook 'n adddisiepolimerisasie.
Wel, 'n mens kan seker nou aflei en sê dat 'n stapsgewyse groei en 'n kondensasiepolimerisasie een en dieselfde ding is, en 'n kettinggroei en 'n addisiepolimerisasie ook dieselfde ding is. Maar dit is ongelukkig nie altyd waar nie. Daar is addisiepolimerisasies wat ook stapsgewyse groeipolimerisasies is. Een voorbeeld hiervan is die reaksie wat poliuretane lewer. Daar is ook kondensasiepolimerisasies wat ook kettinggroeipolimerisasies is. Waarop dit dus neerkom, is die volgende. Om die twee sisteme met mekaar versoenbaar te probeer maak is byna onmoontlik. Elkeen het sy eie kriteria, en die onderskeidings wat getref word deur die een sisteem sal nie altyd van toepassing wees op die ander nie.
Moet dus nie probeer om die twee sisteme te versoen nie. Weet net dat daar stapsgewyse en kettinggroeipolimerisasies is, en dat hulle of kondensasie of addisiepolimerisasies kan wees.