Fihetseham-po amin'ny polimerisma
Pendahuan
Ny pôlimera dia fitambarana simika misy molekiola lehibe sy lava rojo izay voaforon'ny singa miverimberina antsoina hoe monomera. Ny pôlimera dia ny dingana simika izay ifangaroan'ireo monomera ireo mba hamorona pôlimera. Tena ilaina amin'ny indostrian'ny simika ity dingana ity ary mandray anjara amin'ny fiforonan'ny fitaovana sarobidy isan-karazany, anisan'izany ny plastika, ny fingotra ary ny kofehy sentetika.
Ity lahatsoratra ity dia mikendry ny hanazava ny fomba fiasa, ny karazana ary ny fampiharana ny fihetsiky ny polymerization. Ny fizotran'ny polymerization dia mety hitranga amin'ny alàlan'ny fomba fiasa isan-karazany, misy sokajy roa lehibe: ny polymerization addition sy ny polymerization condensation.
Karazana Polymerization
Polimerisasiona fanampiny
Ny polymerization addition dia dingana iray izay ihetsehan'ny monomers misy fatorana roa na telo mba hamorona polymer nefa tsy mamokatra vokatra azo avy amin'izany. Ny polymers vokarin'ity karazana polymerization ity dia antsoina hoe polymers addition.
Dingana:
1. Fiandohana: Manomboka ny fihetsika rehefa mamokatra radika afaka, iôna, na katalista izay afaka manapaka fatorana roa sosona ao amin'ny monomera ny mpanomboka.
2. Fiparitahana: Ireo radika afaka na iôna miforona dia mihetsika amin'ireo mônômera, ka mamorona tendrony mavitrika vaovao izay afaka mihetsika amin'ireo mônômera hafa.
3. Fifaranana: Mijanona ny fihetsika rehefa mihaona ireo radika afaka roa ary mamorona fatorana kovalanty, na rehefa misy rafitra hafa mampijanona ny fiparitahany.
ohatra:
– Poli(etilena): Mihetsika amin'ny alalan'ny rojo radika afaka ny monomeran'ny etilena (C2H4) mba hamorona poli(etilena).
– Poli(klôriôida vinyl) (PVC): Ireo monomera klôriôida vinyl (C2H3Cl) dia ampiarahina amin'ny alalan'ny fanombohana, fampielezana ary famaranana.
Polimerisasion'ny Condensation
Ny polymerization condensation dia mahakasika monomers izay manana vondrona miasa roa farafahakeliny ary mamorona polymer miaraka amin'ny vokatra azo avy amin'izany, toy ny rano na methanol.
Dingana:
1. Fiandohana: Ireo monomera manana vondrona miasa mavitrika dia mifampihetsika.
2. Fiforonan'ny singa: Fiforonan'ny fifamatorana eo amin'ny monomer, miaraka amin'ny famoahana molekiola maivana, toy ny H2O na HCl.
3. Fitomboan'ny rojo: Mitohy ity dingana ity mandra-pahatapitry ny monomera na mandra-pahatongan'ny tsy maha-tsara intsony ny fepetran'ny fihetsika.
ohatra:
– Nylon-6,6: Vita avy amin'ny fihetsiky ny hexamethylenediamine sy ny asidra adipic, izay mamokatra rano ho vokatra azo avy amin'izany.
– Polyester: Miforona avy amin'ny fihetsiky ny asidra terephthalic sy ny ethylene glycol, miaraka amin'ny rano ho vokatra azo avy amin'izany.
Mekanisma polimerisma
Polimerisasiona radikala malalaka
Ny polymerization radika afaka dia iray amin'ireo mekanisma polymerization fanampiny mahazatra indrindra. Ity dingana ity dia manomboka amin'ny fiforonan'ny radika afaka tena mihetsika, matetika amin'ny alàlan'ny hafanana na photoinitiation.
1. Fiandohana: Ireo molekiola mpiandohana toy ny benzoyl peroxide na azobisisobutyronitrile (AIBN) dia potika mba hamokatra radika afaka.
\[ \text{(Fanamarihana, AIBN) → 2 \cdot (Radical, )} \]
2. Fiparitahana: Mihetsika amin'ny monomera ny radika afaka mba hamorona radika monomera mivelatra:
\[ \text{(Radikaly + Monomera) → (R-Polymera )} \]
3. Famaranana: Mitambatra ny radika afaka roa mba hamorona molekiola tsy radika ary mampijanona ny fihetsika mitohy:
\[ \text{(R + R ) → Vokatra tsy radikalika} \]
Polimerisasiona ionika
Ity polymerization ity dia mahakasika ny fiforonan'ny ions (cations na anions) ho toy ny karazana reactive. Ny polymerization ionic dia azo zaraina ho karazany roa lehibe ihany koa, dia ny:
– Polimerizasiona kationika: Misy karazana kationika tafiditra ho toy ny mpanomboka. Matetika ampiasaina amin'ny monomera izay manana vondrona mpanome elektrôna toy ny isobutylene.
– Polimerizasiona Aniônika: Mampiasa iôna (aniôna) misy fiampangana ratsy ho toy ny mpanomboka. Ampiasaina amin'ny monomera izay manana vondrona manaiky elektrôna toy ny styrène.
Polimerisasiona fandrindrana
Ity karazana polimerizasiona ity dia tarihin'ny katalista metaly tetezamita, ohatra amin'izany ny polimerizasiona Ziegler-Natta ampiasaina hanaovana polyethylene stereo-regular sy polypropylene.
1. Ireo katalista: Ireo metaly tetezamita toy ny titane klôro dia ampiasaina miaraka amin'ireo akora organometallika toy ny aluminium triethyl (AlEt3).
2. Fihetsehana: Mitambatra eo amin'ny toerana mavitrika ao amin'ny fitambaran'ny metaly ny monomera.
Fampiharana ny polimerisma
Indostrian'ny plastika
Ny plastika no vokatra pôlimera malaza sy be mpampiasa indrindra. Vita amin'ny alalan'ny dingana fampidirana sy fampidirana "condensation" izy ireo. Ohatra amin'ireo vokatra pôlimera plastika mahazatra ny polyethylene, polypropylene, PVC, ary PET (polyethylene terephthalate). Ampiasaina amin'ny fanamboarana fonosana, kilalao, fantsona, ary karazana vokatra hafa ho an'ny mpanjifa ny plastika.
Akora fibre
Vokatry ny fibra sentetika toy ny nylon sy polyester ny fibra sentetika. Ampiasaina amin'ny fanamboarana lamba, akanjo ary kojakoja ao an-tokantrano toy ny karipetra sy tady izy ireo. Matetika ny fibra dia fidina noho ny tanjany, ny fanoherany ny fikikisana ary ny fihenjanan'ny fibre.
Fingotra sentetika
Ny fingotra sentetika, toy ny polibutadiene sy styrene-butadiene (SBR), dia vokatra avy amin'ny fampidirana polymerization ny monomers misy diene. Ireo fingotra ireo dia ampiasaina amin'ny fanamboarana kodiaran'ny fiara, tombo-kase, ary fampiharana indostrialy isan-karazany noho ny fanoherany ny fikikisana sy ny fiovaovan'ny endrika.
Resina Epoxy sy Polimera Thermosetting
Vokatry ny polymerization condensation izay mitranga amin'ny mari-pana ao an-trano na amin'ny hafanana ny resins epoxy. Ampiasaina amin'ny lakaoly, loko ary fitaovana mitambatra izay mitaky fanoherana ny hafanana sy ny simika izy ireo. Ireo polymers thermosetting ireo dia tsy azo averina atsoboka rehefa avy maina, tsy toy ny polymers thermoplastic.
Biomedis
Anisan'ny pôlimera ampiasaina amin'ny fampiharana biomedika ny pôlimera polylactide (PLA) sy ny pôlimera poly(tetrahydrofurane) (PTHF), izay ampiasaina hamoronana fitaovana azo sintonina avy amin'ny zavamaniry. Ireo pôlimera ireo dia natao ho levona ao amin'ny vatana, ka mampihena ny filàna fandidiana fanindroany.
Akora elektroaktiva
Ny pôlimera elektroaktiva dia pôlimera izay miova endrika eo ambany fitaoman'ny saha elektrika, izay matetika ampiasaina amin'ny actuator sy sensor. Anisan'izany ny poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), izay ampiasaina amin'ny fitaovana elektronika toy ny touchscreen.
Famaranana
Ny fihetsiky ny polimerizasiona dia dingana simika fototra ao amin'ny indostrian'ny simika maoderina, izay manokatra lalana ho an'ny vokatra sy fampiharana isan-karazany izay manova ny fiainantsika andavanandro. Amin'ny alàlan'ny fahatakarana ny mekanisma sy ny karazana polimerizasiona, ary koa ny fampiharana azy ireo, dia afaka mamorona fitaovana vaovao misy toetra nohatsaraina ho an'ny filàna amin'ny ho avy isika. Ny polimerizasiona fanampiny sy ny polimerizasiona condensation dia samy mitana anjara toerana miavaka amin'ny fiforonan'ireo fitaovana ireo, ary mitohy mandroso ny siansa mba hahitana fomba vaovao hanatsarana ireo dingana ireo sy hahitana fampiharana vaovao ho an'ny polimera.
