Əlavə Polimerləşməni Müzakirə Edən Nümunə Suallar
Polimerləşmə, oxşar quruluşa malik kiçik molekulların - monomerlərin birləşərək polimer adlanan daha böyük molekullar əmələ gətirdiyi prosesdir. Polimerləşmənin iki əsas növü var: əlavə polimerləşmə və kondensasiya polimerləşməsi. Bu məqalədə bu növlərdən biri olan əlavə polimerləşmə, bu konsepsiyanın daha dərindən başa düşülməsi üçün nümunələrə və müzakirələrə xüsusi diqqət yetirilməklə müzakirə olunacaq.
Əlavə Polimerləşməni Anlamaq
Əlavə polimerləşmə monomerlərin su və ya HCl kimi kiçik molekulları itirmədən birləşdiyi bir prosesdir. Əlavə polimerləşmədə adətən iştirak edən monomerlər karbon-karbon (C=C) ikiqat rabitəsinə malik alkenlər və polyarlaşmış alkenlərdir. Bu monomerlər reaksiyaya girdikdə ikiqat rabitələr qırılır və monomerlərin uzun zəncirlərə birləşməsi mümkündür.
Əlavə polimerləşmə yolu ilə istehsal olunan polimerlərə polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirol (PS) və polivinilxlorid (PVC) daxildir. Bütün bu polimerlər möhkəmliyi, sabitliyi və geniş istifadə sahələrinə görə sənayedə və gündəlik həyatda vacibdir.
Əlavə Polimerləşmə Mexanizmi
Əlavə polimerləşmə mexanizmini üç əsas mərhələyə bölmək olar:
1. Başlama: Reaksiyanı başlatmaq üçün sərbəst radikalların və ya ionların əmələ gəldiyi mərhələ.
2. Çoxalma: Monomerlərin uzun zəncirlər əmələ gətirmək üçün birləşdiyi mərhələ.
3. Terminasiya: İki sərbəst radikal zənciri birləşdiyi və ya sərbəst radikalların bir inhibitorla qarşılaşdığı üçün reaksiyanın dayandığı mərhələ.
Daha aydın olmaq üçün, burada əlavə polimerləşmə suallarının bir neçə nümunəsinin müzakirəsi verilmişdir.
Nümunə Suallar və Müzakirə
Sual 1: Polietilenin polimerləşməsi
Sual: Etilenin (C2H4) polietilen (PE) əmələ gətirmək üçün əlavə polimerləşmə prosesini izah edin və baş verən reaksiya tənliyini daxil edin.
Müzakirə:
– Başlama:
Başlanğıc katalizatorlar və ya sərbəst radikallar istifadə etməklə əldə edilə bilər. Tutaq ki, sərbəst radikallardan istifadə edirik. Benzoil peroksid (C14H10O4) kimi radikal başlanğıclar qızdırıldıqda sərbəst radikalları buraxa bilər.
\[
C14H10O4 \rightarrow 2C6H5COO^{\cdot}
\]
– Çoxalma:
Bu radikallar etilen monomerindəki ikiqat rabitələrə hücum edərək növbəti monomerə hücum etməyə davam edə biləcək yeni radikallar əmələ gətirəcək.
\[
R^{\cdot} + CH2=CH2 \rightarrow R-CH2-CH2^{\cdot}
\]
Daha sonra, zəncirin sonundakı radikallar etilen monomerləri əlavə etməyə davam edəcək və beləliklə, zəncirin daha uzun olmasına nail olacaqlar.
\[
R-CH2-CH2^{\cdot} + nCH2=CH2 \rightarrow R-(CH2-CH2)_n^{\cdot}
\]
– Xitam:
Terminasiya iki radikal zəncirin birləşməsi və ya bir radikal ilə inhibitor arasındakı reaksiya yolu ilə baş verə bilər.
\[
R-(CH2-CH2)_n^{\cdot} + R-(CH2-CH2)_m^{\cdot} \rightarrow R-(CH2-CH2)_{n+m}-R
\]
Son nəticə, bir çox etilen monomerinin (\(n\) etilen) birləşdirilməsi ilə əldə edilən polimer olan polietilen (PE)-dir.
Sual 2: Polistirolun polimerləşməsi
Sual: Kimya sənayesi monomer stiroldan (C8H8) polimer istehsal etmək istəyir. Baş verən polimerləşmə reaksiyasını izah edin və polistirolun quruluşunu yazın.
Müzakirə:
– Başlama:
Polietilendə olduğu kimi, reaksiyanı başlatmaq üçün sərbəst radikallar tələb olunur. Tutaq ki, peroksid radikallarından istifadə edirik.
\[
ROOR \rightarrow 2RO^{\cdot}
\]
– Çoxalma:
Sərbəst radikallar karbon-karbon ikiqat rabitəsinə malik stirol monomerlərinə hücum edir.
\[
RO^{\cdot} + C6H5-CH=CH2 \rightarrow RO-C6H5-CH^{\cdot}-CH3
\]
Yayılma mərhələsi bu radikalların digər stirol monomerlərinə hücum etməyə davam etməsinə səbəb olacaq.
\[
RO-C6H5-CH^{\cdot}-CH3 + n(C6H5-CH=CH2) \rightarrow RO-(C6H5-CH-CH2)_n-C6H5-CH^{\cdot}-CH3
\]
– Xitam:
Terminasiya iki radikal polimer zəncirinin qarşılaşması zamanı baş verir.
\[
RO-(C6H5-CH-CH2)_n^{\cdot} + RO-(C6H5-CH-CH2)_m^{\cdot} \rightarrow RO-(C6H5-CH-CH2)_{n+m}-RO
\]
Nəticədə əmələ gələn polistirol (PS) strukturu təkrarlanan stirol monomer vahidlərindən ibarət uzun bir zəncirdir.
Sual 3: Polivinilxlorid (PVX)-nin polimerləşməsi
Sual: Vinil xlorid monomerinin (C2H3Cl) əlavə polimerləşməsini təsvir edin və polivinil xloridin (PVX) tətbiqlərinə dair nümunələr verin.
Müzakirə:
– Başlama:
Əvvəlki nümunədə olduğu kimi, sərbəst radikallar peroksidlərdən əmələ gəlir.
\[
ROOR \rightarrow 2R-O^{\cdot}
\]
– Çoxalma:
Sərbəst radikallar vinil xlorid monomerlərindəki ikiqat rabitələrə hücum edir.
\[
RO^{\cdot} + CH2=CHCl \rightarrow RO-CH2-CHCl^{\cdot}
\]
Zənciri uzatmaq üçün monomer vahidlərinin birləşməsi ilə yayılma davam edir.
\[
RO-CH2-CHCl^{\cdot} + nCH2=CHCl \sağ ox RO-(CH2-CHCl)_n^{\cdot}
\]
– Xitam:
İki radikal zəncirin birləşməsi zamanı xitam baş verir.
\[
RO-(CH2-CHCl)_n^{\cdot} + RO-(CH2-CHCl)_m^{\cdot} \rightarrow RO-(CH2-CHCl)_{n+m}-RO
\]
Polivinilxlorid (PVC) su boruları, elektrik kabelləri və digər müxtəlif plastik məhsullar kimi müxtəlif tətbiqlərdə istehsal olunan və istifadə olunan bir polimerdir.
Nəticə
Əlavə polimerləşmə, kiçik molekulların sərbəst buraxılmadan monomerlərin birləşməsini əhatə edən vacib bir kimyəvi prosesdir. Polietilen, polistirol və PVC-də müşahidə edilən əlavə polimerləşmə mexanizmlərini və reaksiyalarını anlamaq, bu bilikləri sənayedə və gündəlik həyatda öyrənməyə və tətbiq etməyə kömək edir. Bu nümunələr və müzakirələr vasitəsilə əlavə polimerləşmə nəticəsində yaranan prosesləri və məhsulları, eləcə də texnologiyaya və müasir həyata təsir edən praktik tətbiqləri daha dərindən anlaya bilərik.
