Кошумча полимерлөөнү талкуулоо боюнча мисал суроолор
Полимерлешүү – бул окшош түзүлүштөгү кичинекей молекулалар – мономерлер биригип, полимерлер деп аталган чоңураак молекулаларды пайда кылган процесс. Полимерлешүүнүн эки негизги түрү бар: кошумча полимерлешүү жана конденсациялык полимерлешүү. Бул макалада ушул түшүнүктү тереңирээк түшүнүү үчүн мисалдарга басым жасалып, талкууланып, ушул түрлөрдүн бири – кошумча полимерлешүү каралат.
Кошумча полимерлөөнү түшүнүү
Кошумча полимерлөө - бул мономерлер суу же HCl сыяктуу кичинекей молекулаларды жоготпостон биригүүчү процесс. Кошумча полимерлөөдө көбүнчө катышкан мономерлер - бул көмүртек-көмүртек (C=C) кош байланыштары бар алкендер жана поляризацияланган алкендер. Бул мономерлер реакцияга киргенде, кош байланыштар үзүлүп, мономерлер узун чынжырларга биригишет.
Кошумча полимерлөө жолу менен алынган полимерлердин мисалдарына полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полистирол (ПС) жана поливинилхлорид (ПВХ) кирет. Бул полимерлердин баары бекемдиги, туруктуулугу жана кеңири колдонулушу менен өнөр жайда жана күнүмдүк турмушта маанилүү.
Кошумча полимерлөө механизми
Кошумча полимерлөө механизмин үч негизги этапка бөлүүгө болот:
1. Баштоо: Реакцияны баштоо үчүн эркин радикалдар же иондор пайда болгон этап.
2. Көбөйүү: Мономерлердин биригип, узун чынжырларды пайда кылуу этабы.
3. Терминация: Эки эркин радикал чынжыры биригип же эркин радикалдар ингибитор менен жолугушуп, реакция токтогон этап.
Түшүнүктүү болушу үчүн, бул жерде кошуу полимерлешүү суроолорунун бир нече мисалдары келтирилген.
Үлгү суроолор жана талкуу
1-суроо: Полиэтилендин полимерлениши
Суроо: Этилендин (C2H4) полиэтиленди (PE) пайда кылуу үчүн кошулган полимерлешүү процессин түшүндүрүп бериңиз, жүрүүчү реакция теңдемесин кошуңуз.
Талкуу:
– Баштоо:
Баштоо катализаторлорду же эркин радикалдарды колдонуу менен ишке ашырылышы мүмкүн. Келгиле, биз эркин радикалдарды колдонуп жатабыз дейли. Бензоил пероксиди (C14H10O4) сыяктуу радикалдык инициаторлор ысытылганда эркин радикалдарды бөлүп чыгара алат.
\[
C14H10O4 \rightarrow 2C6H5COO^{\cdot}
\]
– Көбөйүү:
Бул радикалдар этилен мономериндеги кош байланыштарга кол салып, кийинки мономерге кол салууну уланта турган жаңы радикалдарды пайда кылат.
\[
R^{\cdot} + CH2=CH2 \rightarrow R-CH2-CH2^{\cdot}
\]
Андан кийин, чынжырдын учундагы радикалдар этилен мономерлерин кошууну улантышат, ошентип чынжыр узунураак болот.
\[
R-CH2-CH2^{\cdot} + nCH2=CH2 \rightarrow R-(CH2-CH2)_n^{\cdot}
\]
– Токтотуу:
Аяктоо эки радикалдуу чынжырдын биригиши же радикал менен ингибитордун ортосундагы реакция аркылуу жүрүшү мүмкүн.
\[
R-(CH2-CH2)_n^{\cdot} + R-(CH2-CH2)_m^{\cdot} \rightarrow R-(CH2-CH2)_{n+m}-R
\]
Натыйжада, көптөгөн этилен мономерлерин (\(n\) этилен) бириктирүү жолу менен алынган полиэтилен (ПЭ) пайда болот.
2-суроо: Полистиролдун полимерлениши
Суроо: Химиялык өнөр жай стирол мономеринен (C8H8) полимер өндүргүсү келет. Полимерлешүү реакциясын түшүндүрүп, полистиролдун түзүлүшүн жазыңыз.
Талкуу:
– Баштоо:
Полиэтилен сыяктуу эле, реакцияны баштоо үчүн эркин радикалдар керек. Мисалы, биз пероксид радикалдарын колдонобуз дейли.
\[
ROOR \rightarrow 2RO^{\cdot}
\]
– Көбөйүү:
Эркин радикалдар көмүртек-көмүртек кош байланыштары бар стирол мономерлерине кол салат.
\[
RO^{\cdot} + C6H5-CH=CH2 \rightarrow RO-C6H5-CH^{\cdot}-CH3
\]
Таралуу этабы бул радикалдардын башка стирол мономерлерине кол салууну улантуусуна алып келет.
\[
RO-C6H5-CH^{\cdot}-CH3 + n(C6H5-CH=CH2) \rightarrow RO-(C6H5-CH-CH2)_n-C6H5-CH^{\cdot}-CH3
\]
– Токтотуу:
Терминация эки радикалдуу полимер чынжыры кездешкенде пайда болот.
\[
RO-(C6H5-CH-CH2)_n^{\cdot} + RO-(C6H5-CH-CH2)_m^{\cdot} \rightarrow RO-(C6H5-CH-CH2)_{n+m}-RO
\]
Натыйжада пайда болгон полистирол (PS) түзүлүшү кайталануучу стирол мономер бирдиктеринен турган узун чынжырды түзөт.
3-суроо: Поливинилхлориддин (ПВХ) полимерлениши
Суроо: Винилхлорид мономеринин (C2H3Cl) кошумча полимерленүүсүн сүрөттөп бериңиз жана поливинилхлоридди (ПВХ) колдонуунун мисалдарын келтириңиз.
Талкуу:
– Баштоо:
Мурунку мисалдагыдай эле, эркин радикалдар пероксиддерден пайда болот.
\[
ROOR \rightarrow 2R-O^{\cdot}
\]
– Көбөйүү:
Эркин радикалдар винилхлорид мономерлериндеги кош байланыштарга кол салат.
\[
RO^{\cdot} + CH2=CHCl \rightarrow RO-CH2-CHCl^{\cdot}
\]
Көбөйүү чынжырды узартуу үчүн мономер бирдиктеринин биригиши менен уланат.
\[
RO-CH2-CHCl^{\cdot} + nCH2=CHCl \оңго карай RO-(CH2-CHCl)_n^{\cdot}
\]
– Токтотуу:
Эки радикалдуу чынжыр биригишкенде, үзүлүү пайда болот.
\[
RO-(CH2-CHCl)_n^{\cdot} + RO-(CH2-CHCl)_m^{\cdot} \rightarrow RO-(CH2-CHCl)_{n+m}-RO
\]
Поливинилхлорид (ПВХ) - суу түтүктөрү, электр кабелдери жана башка ар кандай пластик буюмдары сыяктуу ар кандай колдонмолордо өндүрүлүп жана колдонулуучу полимер.
Корутунду
Кошумча полимерлешүү - бул майда молекулаларды бөлүп чыгарбастан мономерлердин айкалышын камтыган маанилүү химиялык процесс. Полиэтиленде, полистиролдо жана ПВХда байкалгандай, кошумча полимерлешүүнүн механизмдерин жана реакцияларын түшүнүү бизге бул билимди өнөр жайда жана күнүмдүк жашоодо колдонууга жардам берет. Бул мисалдар жана талкуулар аркылуу биз кошумча полимерлешүүдөн келип чыккан процесстерди жана продуктыларды, ошондой эле анын технологияга жана заманбап жашоого таасир этүүчү практикалык колдонулушун тереңирээк түшүнө алабыз.
