Reaksiyona Polîmerîzasyonê
Pendahuluan
Polîmer pêkhateyên kîmyewî ne ku ji molekulên zincîra dirêj û mezin pêk tên ku ji yekîneyên dubarekirî yên bi navê monomer têne binavkirin. Polîmerîzasyon pêvajoya kîmyewî ye ku tê de ev monomer bi hev re tên û polîmeran çêdikin. Ev pêvajo di pîşesaziya kîmyewî de girîng e û beşdarî çêbûna cûrbecûr materyalên hêja dibe, di nav de plastîk, lastîk û fîberên sentetîk.
Ev gotar armanc dike ku mekanîzma, celeb û serîlêdanên reaksiyonên polîmerîzasyonê rave bike. Pêvajoyên polîmerîzasyonê dikarin bi rêya mekanîzmayên cûrbecûr, bi du kategoriyên sereke pêk werin: polîmerîzasyona lêzêdekirinê û polîmerîzasyona kondensasyonê.
Cureyên Polîmerîzasyonê
Polîmerîzasyona Zêdekirinê
Polîmerîzasyona lêzêdekirinê pêvajoyek e ku tê de monomerên bi girêdanên duqat an sêqat reaksiyonê dikin da ku polîmerek çêbikin bêyî ku berhemên alî çêbibin. Polîmerên ku bi vî rengî polîmerîzasyonê têne hilberandin wekî polîmerên lêzêdekirinê têne binavkirin.
Langkah-langkah:
1. Destpêkirin: Reaksiyon dest pê dike dema ku destpêkerek radîkalên azad, îyon, an katalîzatoran çêdike ku dikarin girêdanên ducar di monomeran de bişkînin.
2. Belavbûn: Radîkalên azad an jî îyonên ku çêdibin bi monomeran re reaksiyonê nîşan didin, dawiyên çalak ên nû diafirînin ku dikarin bi monomerên din re reaksiyonê nîşan bidin.
3. Bidawîkirin: Reaksiyon radiweste dema ku du radîkalên azad li hev dicivin û girêdanek kovalent çêdikin, an jî dema ku mekanîzmayek din belavbûnê radiwestîne.
Mînak:
– Polî(etîlen): Monomera etîlenê (C2H4) bi rêya zincîreke radîkalên azad reaksiyonê dike û polî(etîlen) çêdike.
– Polî(vînîl klorîd) (PVC): Monomerên vînîl klorîd (C2H3Cl) bi rêya destpêk, belavbûn û bidawîkirinê ve têne girêdan.
Polîmerîzasyona Kondensasyonê
Polîmerîzasyona kondensasyonê monomerên ku herî kêm du komên fonksiyonel ên reaktîf hene vedihewîne û bi derketina hilberek alî, wek av an metanol, polîmerek çêdike.
Langkah-langkah:
1. Destpêkirin: Monomerên ku komên fonksiyonel ên reaktîf hene bi hev re reaksiyonê dikin.
2. Pêkhatin: Pêkhatina girêdanên di navbera monomeran de, bi berdana molekulên sivik, wek H2O an HCl re.
3. Mezinbûna Zincîrî: Ev pêvajo heta ku monomer xilas bibin an jî şert û mercên reaksiyonê êdî guncaw nebin berdewam dike.
Mînak:
– Naylon-6,6: Ji reaksiyona di navbera heksametîlendîamîn û asîda adîpîk de çêdibe, ku wekî berhemek alî av çêdike.
– Polîester: Ji reaksiyona di navbera asîda tereftalîk û etîlen glîkolê de, bi berhema alîgir a avê, çêdibe.
Mekanîzmaya Polîmerîzasyonê
Polîmerîzasyona Radîkal a Azad
Polîmerîzasyona radîkalên azad yek ji mekanîzmayên polîmerîzasyona zêdekirinê yên herî gelemperî ye. Ev pêvajo bi çêbûna radîkalên azad ên pir reaktîf dest pê dike, bi gelemperî bi rêya destpêkirina germî an fotonîtîsyonê.
1. Destpêkirin: Molekulên destpêker ên wekî benzoyl peroxide an azobisisobutyronitrile (AIBN) ji bo çêkirina radîkalên azad têne parçekirin.
\[ \text{(Nîşe, AIBN) → 2 \cdot (Radîkal, )} \]
2. Belavbûn: Radîkalên azad bi monomeran re reaksiyonê dikin da ku radîkalên monomer ên dirêjkirî çêbikin:
\[ \text{(Radîkal + Monomer) → (R-Polîmer)} \]
3. Bidawîkirin: Du radîkalên azad bi hev re dibin yek da ku molekulek ne-radîkal çêbikin û reaksiyona zincîrî rawestînin:
\[ \text{(R + R) → Berhemhênerê Ne-Radîkal} \]
Polîmerîzasyona Îyonîk
Ev polîmerîzasyon pêkhatina îyonan (katyon an anyon) wekî cureyên reaktîf vedihewîne. Polîmerîzasyona îyonîk jî dikare li du cureyên sereke were dabeş kirin, ango:
– Polîmerîzasyona Katyonîk: Cureyek katyonîk wekî destpêker dihewîne. Bi gelemperî bi monomerên ku komên elektronbexş hene wekî îzobûtîlen tê bikar anîn.
– Polîmerîzasyona Anyonîk: Îyonên bi barkirina neyînî (anyon) wekî destpêkeran dihewîne. Li ser monomerên ku komên qebûlkerên elektronan hene wekî stîren tê bikar anîn.
Koordînasyona Polîmerîzasyonê
Ev cureyê polîmerîzasyonê bi katalîzatorên kompleksên metalên veguhêz pêk tê, mînakek polîmerîzasyona Ziegler-Natta ye ku ji bo çêkirina polîetîlen û polîpropîlena stereo-regular tê bikar anîn.
1. Katalîzator: Metalên veguhêz ên wekî tîtanyûm klorîd bi hev re bi pêkhateyên organometalîk ên wekî aluminum trîetîl (AlEt3) re têne bikar anîn.
2. Reaksiyon: Monomer di pozîsyona çalak a kompleksa metalî de li hev tên.
Serlêdanên Polîmerîzasyonê
Pîşesaziya Plastîk
Plastîk berhemên polîmer ên herî baş-naskirî û berbelav in. Ew bi pêvajoyên polîmerîzasyona lêzêdekirin û kondensasyonê têne çêkirin. Nimûneyên berhemên polîmerîzasyona plastîk ên hevpar polîetîlen, polîpropîlen, PVC, û PET (polîetîlen tereftalat) in. Plastîk di çêkirina pakêt, pêlîstokan, lûleyan û cûrbecûr berhemên din ên xerîdar de têne bikar anîn.
Materyalê Fîberê
Rîşên sentetîk ên wekî naylon û polîester encama polîmerîzasyona kondensasyonê ne. Ew di çêkirina tekstîl, cil û bergan û kelûpelên malê yên wekî xalîçe û têlan de têne bikar anîn. Rîş pir caran ji ber hêz, berxwedana li hember şikestinê û elastîkbûna xwe têne hilbijartin.
Lastîka sentetîk
Lastîkên sentetîk, wek polîbutadîen û stîren-bûtadîen (SBR), berhemên polîmerîzasyona zêdekirinê ya monomerên ku dîen tê de hene ne. Ev lastîk ji ber berxwedana xwe ya li hember şikestin û deformasyonê di çêkirina lastîkên wesayîtan, mohr û cûrbecûr sepanên pîşesaziyê de têne bikar anîn.
Rezîneyên Epoksî û Polîmerên Termoset
Rezîneyên epoksî encama polîmerîzasyona kondensasyonê ne ku di germahiya odeyê de an jî bi germkirinê çêdibe. Ew di pêvek, boyax û materyalên kompozît de têne bikar anîn ku hewceyê berxwedana li hember germ û kîmyewîyan in. Ev polîmerên termoset piştî hişkbûnê, berevajî polîmerên termoplastîk, nayên ji nû ve helandin.
Biomedis
Polîmerên ku di sepanên biyopizîşkî de têne bikar anîn polîlaktîd (PLA) û polî(tetrahîdrofûran) (PTHF) ne, ku ji bo çêkirina materyalên împlantê yên biyoresorbable têne bikar anîn. Ev polîmer hatine çêkirin ku di laş de biyodegrad bibin, û hewcedariya rakirina duyemîn a cerrahî kêm bikin.
Materyalên Elektroaktîf
Polîmerên elektroaktîf polîmer in ku di bin bandora zeviyek elektrîkê de şeklê xwe diguherînin, ku bi gelemperî di aktûator û sensoran de têne bikar anîn. Nimûne polî(3,4-etîlenîdioksîtîofen) (PEDOT) ne, ku di cîhazên elektronîkî yên wekî ekranên desta de tê bikar anîn.
Xelasî
Reaksiyonên polîmerîzasyonê pêvajoyên kîmyewî yên bingehîn in di pîşesaziya kîmyewî ya nûjen de, û rê li ber rêzek berfireh ji berhem û serlêdanan vedikin ku jiyana me ya rojane diguherînin. Bi têgihîştina mekanîzm û celebên polîmerîzasyonê, û her weha serlêdanên wan, em dikarin materyalên nû bi taybetmendiyên pêşkeftî ji bo hewcedariyên pêşerojê pêşve bibin. Polîmerîzasyona zêdekirinê û polîmerîzasyona kondensasyonê her yek di avakirina van materyalan de rolên bêhempa dilîzin, û zanist berdewam dike ku rêyên nû kifş bike da ku van pêvajoyan çêtir bike û serlêdanên nûjen ji bo polîmeran bibîne.
