Polimerizáció

A Polimerizáció témája nagy jelentőséggel bír a mai társadalomban. Ez egy nagyon sok embert érintő kérdés, amely nagy érdeklődést és aggodalmat vált ki a lakosságban. Ez egy olyan téma, amely az elmúlt években számos tanulmány, kutatás és vita tárgyát képezte, bizonyítva fontosságát és megfelelő kezelésének szükségességét. Ebben a cikkben részletesen elemezzük a Polimerizáció-et, feltárva annak okait, következményeit és lehetséges megoldásait, azzal a céllal, hogy átfogó és teljes képet adjunk erről a nagyon releváns témáról.

A polimerizáció olyan kémiai reakció, amely során több monomer polimerré kapcsolódik össze. A polimerizáció az egyesülés (más néven szintézis) egyik fajtájaként kategorizálható.

Típusai:

Láncpolimerizáció

A 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

Láncpolimerizációs 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 = –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

Polikondenzáció

Polikondenzáció 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

A poliaddíció során egy telítetlen vegyület kettős vagy hármas kötése felszakad, a felszabaduló elektronok atomokat, atomcsoportokat kötnek meg. Nem keletkezik melléktermék.

Példa: poliuretánok

Otto Bayer professzor 1952-ben a poliuretán bemutatása közben

Lánc és lépcsős polimerizáció összehasonlítása

Lánc és lépcsős polimerizáció összehasonlítása[2]
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

  1. ↑ Borbély Endréné dr. - Vágó Katalin: Szakmai Kémia III. Műanyagok fizikája és kémiája, műanyagok feldolgozása. 98-102 Budapest, KMF Sokszorosító, 1992
  2. ↑ 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

Források