polymerisatie: hoe polymeren worden gemaakt
het verbinden van een lange keten van moleculen staat bekend als polymerisatie.
om de zaken eenvoudig te houden, laten we eens kijken naar een soort polymerisatie genaamd ‘additie polymerisatie’. Bovendien worden polymerisatie—je raadt het al-monomeren gewoon bij elkaar opgeteld in een herhalend patroon. Dit resulteert in geen andere, aanvullende, stof wordt gecreëerd.
(de andere manier waarop polymeren kunnen worden gemaakt wordt condensatiepolymerisatie genoemd., In dit proces, wanneer elk monomeer aan de ketting wordt toegevoegd, wordt een extra, kleine molecuul—zoals water—gecreeerd als bijproduct. Nylon en polyester zijn op deze manier gemaakt.)
additie polymerisatie berust op een monomeer met een dubbele binding die twee koolstofatomen verbindt. Een molecuul genaamd vrije radicalen wordt geà ntroduceerd, waardoor de dubbele binding zich opent en zich verbindt met de volgende monomeermolecule. De polymeerketting vormt zich wanneer dezelfde basiseenheid steeds opnieuw wordt herhaald in een regelmatige ketenstructuur., Hoewel het gebruik van vrije radicalen op deze manier geen nieuw idee is, ontdekken chemici regelmatig moleculen die veel efficiënter zijn in het maken van polymeren. Dit betekent dat polymeren sneller, goedkoper, schoner en met meer controle over het eindproduct kunnen worden gemaakt.
laten we inzoomen en dit proces wat gedetailleerder bekijken, gebruikmakend van de vorming van polyethyleen als voorbeeld.
polyethyleen is het eenvoudigste synthetische polymeer. Het bestaat uit slechts één soort monomeer—ethyleen, dat is gemaakt van twee koolstofatomen en twee waterstofatomen., (Andere polymeren kunnen worden gemaakt van twee of meer verschillende monomeren.) Polyethyleen wordt gevormd wanneer vele duizenden ethyleenmoleculen van begin tot eind worden samengevoegd.
het proces begint met het verhitten van een molecuul, zoals waterstofperoxide.
Dit zorgt ervoor dat het in tweeën splitst, waardoor een vrije basis ontstaat. Een vrije radicaal is een molecuul met een enkel ongepaarde elektron. Elektronen zijn de extraverten van de atoom wereld; ze kunnen echt niet omgaan met het alleen zijn., Of, om technisch te zijn, een molecuul met een ongepaarde elektron in zijn buitenste valentieschil is een onstabiel molecuul. Hoe dan ook, het eenzame elektron gaat willen koppelen met een ander elektron.
nu introduceren we ons ethyleenmolecuul.
de vrije radicalen zoeken naar een ander elektron waarmee ze hun eenzame enkele elektron kunnen koppelen.,
Het valt de dubbele binding tussen de twee koolstofatomen in het ethyleenmolecuul aan en veegt een elektron.
zijn elektronen zijn gelukkig gekoppeld, de vrije radicalen voegen zich bij een van de koolstof.
de andere koolstof, voorheen gelukkig gepaarde, heeft nu een ongepaarde elektron. Het is een vrije radicaal geworden, met een ongepaarde elektron die graag met een ander wil samenwerken om een paar te maken.,
een tweede ethyleenmolecuul wordt geïntroduceerd. De nieuw gecreëerde vrije radicalen breken de koolstof-op-koolstof binding, vegen een elektron, en het creëren van een nieuwe vrije radicalen met een enkele ongepaarde elektron op het einde.
Dit gaat verder als een kettingreactie, waarbij zich een lange keten vormt naarmate meer ethyleenmoleculen worden toegevoegd.,
het proces gaat door totdat vrije radicalen een andere vrije radicalen ontmoeten, waardoor de keten wordt voltooid.
nu hebben we ons polymeer, polyethyleen, bestaande uit het monomeer (herhalende eenheid) ethyleen.,
enkele andere voorbeelden van op deze wijze gevormde polymeren zijn polychloorethyleen (PVC), dat wordt gebruikt voor de vervaardiging van bijvoorbeeld leidingen voor leidingen en isolatie van elektrische kabels, en polypropyleen, dat wordt gebruikt in producten zoals rubbereenden (en ander speelgoed) en, wanneer verwerkt tot vezels, tapijten.
