Tillsatspolymer
Inom polymerkemi är en additionspolymer en polymer som bildas genom enkel koppling av monomerer utan samgenerering av andra produkter. Additionspolymerisation skiljer sig från kondensationspolymerisation , som samgenererar en produkt, vanligtvis vatten . Additionspolymerer kan bildas genom kedjepolymerisation , när polymeren bildas genom sekventiell addition av monomerenheter till ett aktivt ställe i en kedjereaktion , eller genom polyaddition , när polymeren bildas genom additionsreaktioner mellan arter av alla polymerisationsgrader . Additionspolymerer bildas genom tillsats av några enkla monomerenheter upprepade gånger. Generellt är polymerer omättade föreningar som alkener, alkalier etc. Additionspolymerisationen sker huvudsakligen i fri radikalmekanism. Mekanismen för additionspolymerisation av fria radikaler avslutas med tre steg, dvs. Initiering av fria radikaler, Kedjeförökning, Avslutning av kedja.
Polyolefiner
Många vanliga additionspolymerer bildas av omättade monomerer (som vanligtvis har en C=C-dubbelbindning). De vanligaste additionspolymererna är polyolefiner, dvs polymerer som härrör från omvandling av olefiner (alkener) till långkedjiga alkaner. Stökiometrin är enkel :
- n RCH=CH2 → [RCH- CH2 ] n
Denna omvandling kan induceras av en mängd olika katalysatorer inklusive fria radikaler , syror , karbanjoner och metallkomplex .
Exempel på sådana polyolefiner är polyetener , polypropen , PVC , Teflon , Bunagummi , polyakrylater , polystyren och PCTFE .
Sampolymerer
När två eller flera typer av monomerer genomgår additionspolymerisation är den resulterande polymeren en additionssampolymer. Saran wrap , bildad från polymerisation av vinylklorid och vinylidenklorid , är en additionssampolymer.
Ringöppningspolymerisation
Ringöppningspolymerisation är en additiv process men tenderar att ge kondensationsliknande polymerer men följer stökiometrin för additionspolymerisation. Till exempel bildas polyetylenglykol genom att öppna etylenoxidringar :
- HOCH 2 CH 2 OH + n C 2 H 4 O → HO(CH 2 CH 2 O) n+1 H
Nylon 6 (utvecklat för att omintetgöra patentet på nylon 6,6 ) framställs genom additionspolymerisation, men liknar kemiskt typiska polyamider.
Ytterligare kontraster med kondensationspolymerer
En universell skillnad mellan polymerisationstyper är utveckling av molekylvikt genom de olika förökningssätten. Additionspolymerer bildar snabbt kedjor med hög molekylvikt, med mycket monomer kvar. Eftersom additionspolymerisation har snabbt växande kedjor och fri monomer som reaktanter, och kondensationspolymerisation sker stegvis mellan monomerer, dimerer och andra mindre växande kedjor, är effekten av en polymermolekyls nuvarande storlek på en fortsatt reaktion mycket annorlunda i dessa två fall. Detta har viktiga effekter på fördelningen av molekylvikter, eller polydispersitet , i den färdiga polymeren.
Biologisk nedbrytning
Additionspolymerer är i allmänhet kemiskt inerta och involverar starka CC-bindningar. Av denna anledning är de icke biologiskt nedbrytbara och svåra att återvinna. Däremot tenderar kondensationspolymerer att vara mer lättnedbrytbara eftersom deras ryggrad innehåller svagare bindningar.
Historia
Den första användbara additionspolymeren gjordes av en slump 1933 av ICI -kemisterna Reginald Gibson och Eric Fawcett. De genomförde en serie experiment som involverade att reagera organiska föreningar under höga temperaturer och höga tryck. De startade ett experiment för att reagera eten med bensaldehyd i hopp om att producera en keton . De lämnade reaktionskärlet över natten och nästa morgon fann de en liten mängd av ett vitt vaxartat fast ämne. Det visades senare att denna fasta substans var polyeten .
Kedjepolymerisation : Kedjereaktion där tillväxten av en polymerkedja sker uteslutande genom reaktion(er) mellan monomer(er) och aktiva ställen(er) på polymerkedjan med regenerering av det(a) aktiva stället(erna) i slutet av varje tillväxt steg.
Termen "additionspolymerisation" förkastas av IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) som rekommenderar den alternativa termen kedjepolymerisation .
- Paul J. Flory (1953). Principer för polymerkemi . Cornell University Press. sid. 51. ISBN 978-0-8014-0134-3 . Hämtad 17 juli 2012 .