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Polymers:from DNA to rubber duck

Polymers:how polymers are made

分子の長鎖の結合は重合として知られています。

物事を簡単にするために、”付加重合”と呼ばれる一種の重合を見てみましょう。 さらに重合—あなたはそれを推測した—モノマーは、単に繰り返しパターンで一緒に追加されます。 これにより、他の追加の物質が作成されることはありません。

(ポリマーを生成することができる他の方法は、縮合重合と呼ばれる。, このプロセスでは、各単量体が鎖に加えられるとき、付加的な、小さい分子—水のような—副生成物として作成されます。 ナイロ)

付加重合は、二つの炭素原子を結ぶ二重結合を有する単量体に依存する。 フリーラジカルと呼ばれる分子が導入され、これにより二重結合が開き、次のモノマー分子と結合する。 ポリマー鎖は、同じ基本単位が規則的な鎖構造で何度も繰り返されると形成される。, このようにフリーラジカルを使用することは新しいアイデアではありませんが、化学者は定期的にポリマーを作るのにはるかに効率的な分子を発見 このポリマーが可能で、速く、安く、クリーナーとしての最終的な製品です。

拡大して、ポリエチレンの形成を例にして、このプロセスをもう少し詳細に見てみましょう。

ポリエチレンは最も単純な合成ポリマーです。 二つの炭素原子と二つの水素原子からなるエチレン—それはモノマーの一種だけで構成されています。, (他のポリマーは、二つ以上の異なる単量体からなることができる。)ポリエチレンは、何千ものエチレン分子が端から端まで結合されると形成される。

このプロセスは、過酸化水素などの分子の加熱によって開始されます。

過酸化水素

これにより、二つに切断され、フリーラジカルが生成されます。 フリーラジカルは、単一の不対電子を有する分子である。 電子は原子の世界の外向的なものであり、彼らは本当に一人でいることに対処していません。, あるいは、技術的に得るために、最も外側の原子価殻に不対電子を有する分子は不安定な分子である。 いずれにしても、孤立電子は別の電子とペアリングしたいと考えています。

形成されたフリーラジカル

今、私たちは私たちのエチレン分子を紹介します。

エチレン分子

フリーラジカルは、孤独な単一電子をペアにする別の電子を検索します。,

不対電子を持つフリーラジカル

これは、エチレン分子中の二つの炭素を結合する二重結合を攻撃し、電子をスワイプします。

二重結合が壊れます

その電子は喜んでペアになり、フリーラジカルは炭素のいずれかを結合します。

他の炭素は、以前は喜んで対になっていましたが、現在は不対電子を持っています。 それは、ペアを作るために別のものと結合することを熱望している不対電子とのフリーラジカルになっています。,

ポリマー鎖の開始

第二のエチレン分子が導入されます。 新しく作成されたフリーラジカルは、電子をスワイプし、最後に単一の不対電子を有する新しいフリーラジカルを作成し、炭素-炭素結合を破ります。

ポリマー鎖の構築

これは連鎖反応として続き、より多くのエチレン分子が添加されるにつれて長鎖が形成される。,

チェーンはビルドを続けます

フリーラジカルが別のフリーラジカルに出会い、チェーンを完了するまでプロセスは続きます。

チェーンを完成させる

今、私たちはモノマー(繰り返し単位)エチレンで構成されたポリマー、ポリエチレンを持っています。,

ポリエチレン

このように形成されたポリマーのいくつかの他の例は、電気ケーブルの配管パイプや断熱材のようなものを作るために使用されるポリクロロエチレン(PVC)、およびゴムアヒル(および他のおもちゃ)などの製品に使用されるポリプロピレンであり、繊維に加工されたときには、カーペットである。

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