Polimerizáció – Wikipédia

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A polimerizáció olyan kémiai reakció, amely során több monomer polimerré kapcsolódik össze. A polimerizáció az egyesülés (más néven szintézis) egyik fajtájaként kategorizálható.

Típusai:

• Lánc (addíciós) polimerizáció
  • Gyökös
  • Ionos
    • Kationos (pozitív töltésű)
    • Anionos (negatív töltésű)
  • Sztereospecifikus
• Lépcsős polimerizáció
  • Polikondenzáció
  • Poliaddíció

A láncpolimerizáció láncreakció, melyben a monomerek polimerré kapcsolódnak össze. Ez bizonyos esetekben csupán iniciátorokkal és katalizátorokkal indítható meg, más esetekben akár szobahőmérsékleten bekövetkezik, például sztirol esetén. Ezek megindulása inhibitorokkal gátolható.

A láncpolimerizációban, mint minden láncreakcióban, három alapvető elemi reakció különböztethető meg:^[1]

• Láncindítás: Megképződik az aktív centrum, ahonnan a reakció el tud indulni.
• Láncnövekedés: Az aktív formában lévő növekedési centrumok reagálnak a monomer molekulákkal.
• Lánczáródás: Eltűnnek a polimerizációt vivő aktív centrumok. Véget ér a reakció.

A folyamat jellemzője, hogy pillanatnyi láncreakció, melléktermék nem keletkezik.

Láncpolimerizációs reakcióban monomerként telítetlen kötést vagy feszült gyűrűt tartalmazó vegyületek vehetnek részt.

A műanyaggyártás területén a kettős kötést tartalmazó vegyületek jelentősek. Ezekben a két kötés nem ekvivalens, a pi-kötést létrehozó elektronpár nagyobb reakcióképességű, ezért különböző aktiváló ágensekkel könnyedén reakcióba lép. Ilyenek a vinil vegyületek, vagy a legegyszerűbb képviselő, az etilén, melyből polimerizációval polietilén hozható létre.

Példa:

Polietilén: CH₂=CH₂ × n = –[CH₂-CH₂]_n–

ahol n az ún. polimerizációs fok (röviden polfok, azaz hány monomer kapcsolódik össze).

Jelentősek még a konjugált diének, melyek főképp szintetikus kaucsukok, műgyanták előállításában játszanak fontos szerepet.

Polikondenzáció során két molekula egyesülésekor egy nagyobb molekula (polimer) és egy kismolekulájú melléktermék (pl. víz) keletkezik. A melléktermék többféle módon eltávolítható, pl. melegítéssel.

Példák: poliamid, polikarbonát

A poliaddíció során egy telítetlen vegyület kettős vagy hármas kötése felszakad, a felszabaduló elektronok atomokat, atomcsoportokat kötnek meg. Nem keletkezik melléktermék.

Példa: poliuretánok

Lánc és lépcsős polimerizáció összehasonlítása^[2]

Lánc	Lépcsős
Lánc növekedésekor csak monomerek kapcsolódhatnak a lánchoz	Bármely jelenlévő két molekula reagálhat egymással
Monomerkoncentráció a reakcióelegyben folyamatosan csökken	Monomer hamar elfogy
Azonnal keletkezik polimer (nagy móltömegű molekula)	A polimer móltömege nőttön nő
Reakcióidővel nő a kitermelés	Hosszú reakcióidő szükséges a nagy móltömeg eléréséhez, lassú reakció
A reakcióelegy főként monomert és polimert tartalmaz	A reakcióelegyben különböző móltömegű (és polimerizációs fokú) komponensek találhatóak

• Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem - Polimerizáció előadásvázlat
• Szegedi Tudományegyetem - Polimerek előállítása előadásvázlat