Какво представлява полимеризацията в органичната химия?

Полимеризацията е процесът на получаване на голяма молекула от един вид първоначални мономери. Полученият полимер е макромолекула, която се състои от достатъчен брой повтарящи се единици.

Основните видове полимеризация

В отговор на въпроса за това какво е полимеризацията в химията, ние отбелязваме, че тази реакция се случва в присъствието на катализатор (процес ускорител).

Хомополимер - високомолекулно съединение, което се получава по време на комбинирането на същите изходни мономери.

Хетерополимерът е реакционен продукт от различни изходни материали.

Структура на полимера

Като се има предвид, че полимеризацията е сложен химичен процес, молекулното тегло на получения полимер може да има различен индекс. При високомолекулните съединения има "крайни групи", които се различават от повтарящите се фрагменти. Такива групи се съдържат в структурата на полимера в малко количество, така че техният характер не се взема под внимание при анализиране на химичните и физичните свойства на полученото полимерно вещество.

Катионна полимеризация

Каква е катионната полимеризация? Този процес под въздействието на Люисовите киселини (смес от алуминиев хлорид, борен флуорид, киселини) чрез механизъм, който е аналогичен на процеса на електрофилно прибавяне с множествена (двойна) връзка.

В първия етап, протонът се прикрепва към алкена, което води до образуване на карбокация.

Освен това, поради електронната връзка, друга алкенова молекула влиза в реакцията, което води до образуване на карбокация с по-дълга верига.

Провежда се многократно повторение на процеса, в резултат на което се образува карбокактон, който има високо молекулно тегло.

Има голяма вероятност да се счупи катионният център, който може да бъде провокиран чрез отделяне от протонната молекула.

примери

Нека разгледаме подробно въпроса за това какво е полимеризацията в химията. Примери за такъв процес са дадени на базата на полимеризацията на изобутилен. Процесът преминава през катионния механизъм, тъй като съществуват групи за даване на алкил-електрони.

Образуването на веригата от полиизобутилен се извършва по такъв начин, че най-стабилните карбоксикиращи форми в своя край. В резултат на това има системно свързване на "глава към опашка".

По време на химичното взаимодействие, практически без наличието на вода, се наблюдава образуване на полимер с дълга верига.

Каква е полимеризацията на този представител на класа ненаситени въглеводороди? Ако като катализатор се избира концентрирана сярна киселина, след полимеризацията се наблюдава смес от два димера. След като двете молекули на изобутилена са свързани, веригата се разпада. В този случай междинният комплекс (carbocation) дава своя протон във водата преди да влезе в взаимодействие с друга молекула ненаситен алкен.

Анионна полимеризация

Какво представлява анионната полимеризация? Този механизъм предполага полимеризация на алкена в един от краищата на множествена връзка. Полимеризацията е възможна, когато алкенова молекула е атакувана от някои нуклеофилни реагенти.

Например, амидният анион взаимодейства с акрилонитрат в двойна връзка, което води до карбанион, в който отрицателният заряд се локализира между цианида и въглеродния атом. Ако комплексът се окаже стабилен, се наблюдава добавянето му към следващата алкенова молекула.

Прекратяването на растящата верига е възможно при реакция, водеща до елиминиране на отрицателен заряд в края на въглеродната верига.

Полимеризация на свободни радикали

Процесът на полимеризация на етилена може да протича в присъствието на пероксиди (при повишено налягане и висока температура). Разпадането на веригата се улеснява от процеса на рекомбинация или диспропорциониране на радикалите.

В въглеводородната верига на полиетилен има няколко структурни единици етилен. Тази структура, която характеризира ценните свойства на това високомолекулно съединение, допринася за широкото му приложение при производството на опаковъчен филм в промишлен мащаб. Освен това е необходим полиетилен, за да се създадат продукти чрез формоване и леене.

В случая на полимеризация на свободни радикали в несиметричен алкен, нарастващият край ще бъде представен като стабилен радикал, а процесът е представен от типа "отзад към опашката".

Изобутилен и пропилей не полимеризират върху механизма на свободните радикали. Всички полимери, получени в химическата промишленост, намират приложение в различни отрасли на машиностроенето, фармацевтиката и медицината. Най-често срещаните полимери, получени от ненаситени въглеводороди от етиленовата серия са самият полиетилен, както и неговият хомолог-пропилей.