Polimerizáció
A polimerizáció olyan kémiai reakció, amely során több monomer polimerré kapcsolódik össze. A polimerizáció az egyesülés (más néven szintézis) egyik fajtájaként kategorizálható.
Típusai:
- Lánc (addíciós) polimerizáció
- Lépcsős polimerizáció
Láncpolimerizáció
szerkesztésA láncpolimerizáció láncreakció, melyben a monomerek polimerré kapcsolódnak össze. Ez bizonyos esetekben csupán iniciátorokkal és katalizátorokkal indítható meg, más esetekben akár szobahőmérsékleten bekövetkezik, például sztirol esetén. Ezek megindulása inhibitorokkal gátolható.
A láncpolimerizációban, mint minden láncreakcióban, három alapvető elemi reakció különböztethető meg:[1]
- Láncindítás: Megképződik az aktív centrum, ahonnan a reakció el tud indulni.
- Láncnövekedés: Az aktív formában lévő növekedési centrumok reagálnak a monomer molekulákkal.
- Lánczáródás: Eltűnnek a polimerizációt vivő aktív centrumok. Véget ér a reakció.
A folyamat jellemzője, hogy pillanatnyi láncreakció, melléktermék nem keletkezik.
Műanyaggyártás
szerkesztésLáncpolimerizációs reakcióban monomerként telítetlen kötést vagy feszült gyűrűt tartalmazó vegyületek vehetnek részt.
A műanyaggyártás területén a kettős kötést tartalmazó vegyületek jelentősek. Ezekben a két kötés nem ekvivalens, a pi-kötést létrehozó elektronpár nagyobb reakcióképességű, ezért különböző aktiváló ágensekkel könnyedén reakcióba lép. Ilyenek a vinil vegyületek, vagy a legegyszerűbb képviselő, az etilén, melyből polimerizációval polietilén hozható létre.
Példa:
Polietilén: CH2=CH2 × n = –[CH2-CH2]n–
ahol n az ún. polimerizációs fok (röviden polfok, azaz hány monomer kapcsolódik össze).
Jelentősek még a konjugált diének, melyek főképp szintetikus kaucsukok, műgyanták előállításában játszanak fontos szerepet.
Lépcsős polimerizáció
szerkesztésPolikondenzáció
szerkesztésPolikondenzáció során két molekula egyesülésekor egy nagyobb molekula (polimer) és egy kismolekulájú melléktermék (pl. víz) keletkezik. A melléktermék többféle módon eltávolítható, pl. melegítéssel.
Példák: poliamid, polikarbonát
Poliaddíció
szerkesztésA poliaddíció során egy telítetlen vegyület kettős vagy hármas kötése felszakad, a felszabaduló elektronok atomokat, atomcsoportokat kötnek meg. Nem keletkezik melléktermék.
Példa: poliuretánok
Lánc és lépcsős polimerizáció összehasonlítása
szerkesztés| Lánc | Lépcsős |
|---|---|
| Lánc növekedésekor csak monomerek kapcsolódhatnak a lánchoz | Bármely jelenlévő két molekula reagálhat egymással |
| Monomerkoncentráció a reakcióelegyben folyamatosan csökken | Monomer hamar elfogy |
| Azonnal keletkezik polimer (nagy móltömegű molekula) | A polimer móltömege nőttön nő |
| Reakcióidővel nő a kitermelés | Hosszú reakcióidő szükséges a nagy móltömeg eléréséhez, lassú reakció |
| A reakcióelegy főként monomert és polimert tartalmaz | A reakcióelegyben különböző móltömegű (és polimerizációs fokú) komponensek találhatóak |
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ Borbély Endréné dr. - Vágó Katalin: Szakmai Kémia III. Műanyagok fizikája és kémiája, műanyagok feldolgozása. 98-102 Budapest, KMF Sokszorosító, 1992
- ↑ Punkánszky Béla, Móczó János - Műanyagok egyetemi jegyzet (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék, ISBN 978-963-279-481-5 (2011) 39. oldal
