Լրացուցիչ պոլիմերացմանը քննարկող հարցերի օրինակ

Օրինակելի հարցեր, որոնք քննարկում են ավելացման պոլիմերացումը

Պոլիմերացումը գործընթաց է, որի միջոցով մոնոմերները՝ նմանատիպ կառուցվածք ունեցող փոքր մոլեկուլները, միավորվում են՝ առաջացնելով ավելի մեծ մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են պոլիմերներ: Պոլիմերացման երկու հիմնական տեսակ կա՝ ադիցիոն պոլիմերացում և կոնդենսացիոն պոլիմերացում: Այս հոդվածում կքննարկվի այս տեսակներից մեկը՝ ադիցիոն պոլիմերացումը, շեշտը դնելով օրինակների և քննարկման վրա՝ այս հասկացության ավելի խորը ըմբռնում ապահովելու համար:

Հասկանալով հավելման պոլիմերացումը

Ադիցիայի պոլիմերացումը գործընթաց է, որի ընթացքում մոնոմերները միանում են՝ առանց կորցնելու փոքր մոլեկուլներ, ինչպիսիք են ջուրը կամ HCl-ը: Ադիցիայի պոլիմերացմանը սովորաբար մասնակցող մոնոմերները ալկեններն ու բևեռացված ալկեններն են, որոնք ունեն ածխածին-ածխածին (C=C) կրկնակի կապեր: Երբ այս մոնոմերները փոխազդում են, կրկնակի կապերը խզվում են, ինչը թույլ է տալիս մոնոմերներին միանալ՝ կազմելով երկար շղթաներ:

Ավելացնող պոլիմերացման միջոցով ստացված պոլիմերների օրինակներից են պոլիէթիլենը (PE), պոլիպրոպիլենը (PP), պոլիստիրոլը (PS) և պոլիվինիլքլորիդը (PVC): Այս բոլոր պոլիմերները կարևոր են արդյունաբերության և առօրյա կյանքի մեջ՝ իրենց ամրության, կայունության և լայն կիրառման շնորհիվ:

Ավելացման պոլիմերացման մեխանիզմ

Լրացուցիչ պոլիմերացման մեխանիզմը կարելի է բաժանել երեք հիմնական փուլի՝
1. Սկիզբ. Փուլ, երբ առաջանում են ազատ ռադիկալներ կամ իոններ՝ ռեակցիան սկսելու համար։
2. Տարածում. Փուլ, երբ մոնոմերները շարունակում են միանալ՝ առաջացնելով երկար շղթաներ։
3. Ավարտ. Փուլ, երբ ռեակցիան դադարում է, քանի որ երկու ազատ ռադիկալ շղթաներ միանում են կամ ազատ ռադիկալները հանդիպում են ինհիբիտորի։

Ավելի պարզ դարձնելու համար ահա մի քանի օրինակների քննարկում՝ կապված ավելացման պոլիմերացման հարցերի հետ։

Հարցերի և քննարկման նմուշներ

Հարց 1. Պոլիէթիլենի պոլիմերացում
Հարց. Բացատրեք էթիլենի (C2H4) ադիցիոն պոլիմերացման գործընթացը՝ պոլիէթիլեն (PE) առաջացնելու համար, ներառեք տեղի ունեցող ռեակցիայի հավասարումը:

Քննարկում.
– Նախաձեռնություն:
Նախաձեռնումը կարող է իրականացվել կատալիզատորների կամ ազատ ռադիկալների միջոցով: Ենթադրենք, որ օգտագործում ենք ազատ ռադիկալներ: Ռադիկալների նախաձեռնողները, ինչպիսին է բենզոիլ պերօքսիդը (C14H10O4), կարող են ազատ ռադիկալներ անջատել տաքացնելիս:

\[
C14H10O4 \rightarrow 2C6H5COO^{\cdot}
\]

- Բազմացում:
Այս ռադիկալները կհարձակվեն էթիլենային մոնոմերի կրկնակի կապերի վրա՝ առաջացնելով նոր ռադիկալներ, որոնք կարող են շարունակել հարձակվել հաջորդ մոնոմերի վրա։
\[
R^{\cdot} + CH2=CH2 \rightarrow R-CH2-CH2^{\cdot}
\]

Հաջորդը, շղթայի վերջում գտնվող ռադիկալները կշարունակեն ավելացնել էթիլենի մոնոմերներ, որպեսզի շղթան ավելի երկար դառնա։
\[
R-CH2-CH2^{\cdot} + nCH2=CH2 \rightarrow R-(CH2-CH2)_n^{\cdot}
\]

– Դադարեցում.
Վերջնականացումը կարող է տեղի ունենալ երկու ռադիկալ շղթաների համակցմամբ կամ ռադիկալի և ինհիբիտորի միջև ռեակցիայի միջոցով։
\[
R-(CH2-CH2)_n^{\cdot} + R-(CH2-CH2)_m^{\cdot} \rightarrow R-(CH2-CH2)_{n+m}-R
\]

Վերջնական արդյունքը պոլիէթիլենն է (PE), որը պոլիմեր է, որը ստացվում է բազմաթիվ էթիլենային մոնոմերների (\(n\) էթիլեն) միաձուլմամբ։

Հարց 2. Պոլիստիրոլի պոլիմերացումը
Հարց. Քիմիական արդյունաբերությունը ցանկանում է պոլիմեր արտադրել ստիրոլի (C8H8) մոնոմերից: Բացատրեք տեղի ունեցող պոլիմերացման ռեակցիան և գրեք պոլիստիրոլի կառուցվածքը:

Քննարկում.
– Նախաձեռնություն:
Ինչպես պոլիէթիլենի դեպքում, ռեակցիան սկսելու համար անհրաժեշտ են ազատ ռադիկալներ։ Ենթադրենք, որ մենք օգտագործում ենք պերօքսիդային ռադիկալներ։

\[
ՍՐԱՀ \rightarrow 2RO^{\cdot}
\]

- Բազմացում:
Ազատ ռադիկալները հարձակվում են ստիրոլի մոնոմերների վրա, որոնք ունեն ածխածն-ածխածն կրկնակի կապեր։
\[
RO^{\cdot} + C6H5-CH=CH2 \rightarrow RO-C6H5-CH^{\cdot}-CH3
\]

Տարածման փուլը կհանգեցնի այս ռադիկալների շարունակական հարձակմանը այլ ստիրոլի մոնոմերների վրա։
\[
RO-C6H5-CH^{\cdot}-CH3 + n(C6H5-CH=CH2) \rightarrow RO-(C6H5-CH-CH2)_n-C6H5-CH^{\cdot}-CH3
\]

– Դադարեցում.
Ավարտը տեղի է ունենում, երբ երկու ռադիկալ պոլիմերային շղթաներ հանդիպում են։
\[
RO-(C6H5-CH-CH2)_n^{\cdot} + RO-(C6H5-CH-CH2)_m^{\cdot} \rightarrow RO-(C6H5-CH-CH2)_{n+m}-RO
\]

Արդյունքում ստացված պոլիստիրոլային (PS) կառուցվածքը երկար շղթա է, որը բաղկացած է կրկնվող ստիրոլի մոնոմերային միավորներից։

Հարց 3. Պոլիվինիլքլորիդի (ՊՎՔ) պոլիմերացումը
Հարց՝ Նկարագրեք վինիլքլորիդի մոնոմերի (C2H3Cl) ավելացման պոլիմերացումը և բերեք պոլիվինիլքլորիդի (PVC) կիրառությունների օրինակներ։

Քննարկում.
– Նախաձեռնություն:
Ինչպես նախորդ օրինակում, ազատ ռադիկալները առաջանում են պերօքսիդներից։

\[
ՍՐԱՀ \rightarrow 2R-O^{\cdot}
\]

- Բազմացում:
Ազատ ռադիկալները հարձակվում են վինիլքլորիդի մոնոմերների կրկնակի կապերի վրա։
\[
RO^{\cdot} + CH2=CHCl \աջ նետ RO-CH2-CHCl^{\cdot}
\]

Տարածումը շարունակվում է մոնոմերային միավորների միացմամբ՝ շղթան երկարացնելու համար։
\[
RO-CH2-CHCl^{\cdot} + nCH2=CHCl \աջ սլաք RO-(CH2-CHCl)_n^{\cdot}
\]

– Դադարեցում.
Ավարտը տեղի է ունենում, երբ երկու արմատական ​​շղթաներ միանում են։
\[
RO-(CH2-CHCl)_n^{\cdot} + RO-(CH2-CHCl)_m^{\cdot} \rightarrow RO-(CH2-CHCl)_{n+m}-RO
\]

Պոլիվինիլքլորիդը (PVC) պոլիմեր է, որը արտադրվում և օգտագործվում է տարբեր կիրառություններում, ինչպիսիք են ջրատար խողովակները, էլեկտրական մալուխները և տարբեր այլ պլաստմասսայե արտադրանքները:

Եզրակացություն

Ադմինիստրատիվ պոլիմերացումը կարևոր քիմիական գործընթաց է, որը ներառում է մոնոմերների միացում՝ առանց փոքր մոլեկուլների արտազատման: Ադմինիստրատիվ պոլիմերացման մեխանիզմների և ռեակցիաների ըմբռնումը, ինչպիսիք են պոլիէթիլենը, պոլիստիրոլը և ՊՎՔ-ն, օգնում է մեզ սովորել և կիրառել այս գիտելիքները արդյունաբերության մեջ և առօրյա կյանքում: Այս օրինակների և քննարկումների միջոցով մենք կարող ենք ավելի խորը հասկանալ ադմինիստրատիվ պոլիմերացման արդյունքում առաջացող գործընթացներն ու արտադրանքը, ինչպես նաև դրա գործնական կիրառությունները, որոնք ազդում են տեխնոլոգիայի և ժամանակակից կյանքի վրա: