תוספת פולימריזציה

התאחדויות הן אבן הפינה של כימיה פולימרית מודרנית, המאפשרת המרה של מולקולות מונומר פשוטות לחומרים פולימרים בעלי ערך גבוה עם יישומים מגוונים. בתהליך זה, מונומרים להוסיף לשרשרת צומחת אחת על ידי אחת ללא חיסול של כל תוצרים, אשר מבחין אותו ממגוון חומרים כימיים, אופטימיזציה של חומרים כימיים, עיצוב פולימריקה מתקדמת באמצעות מנגנון צמיחה יזמה על ידי מינים תגובתיים שיכול להיות חופשי, או מנגנונים קיצוניים של חומרים אלה.

החשיבות של פולימריזציה נוספת לא ניתן overstated. פולימרים המיוצרים באמצעות מסלולים אלה כוללים פוליאתילן, פוליפרופילן, פוליוויניר כלוריד, פוליוויניל, פוליסוואבלילן, פוליאבלאדין, ורבים אחרים המייצגים באופן קולקטיבי מיליוני טונות של ייצור גלובלי שנתי.חומרים אלה מופיעים באריזה, רכיבים רפואיים, אלקטרוניקה, טקסטיל, חומרי בנייה.

הבנת מכניזם הצמיחה של שרשרת

כל התגובות לפולימריות חולקות אופי צמיחה משותף של שרשרת.התהליך נמשך דרך שלושה שלבים יסודיים: יזום, propagation והשלמתם. במהלך ההקדשה, מין פעיל נוצר ממולקולה אינפורמטיבית.זן פעיל זה ואז תוקף יחידת מונומר, יצירת מרכז פעולה חדש בסוף שרשרת ריכוז מולקולרית של צמיחה או הפרעה מאופיינת על ידי רמות ריכוז פעיל, כאשר הוא מתמזגת ברמה בינונית או בינונית, כאשר הוא מתפתח, הוא מתרחש עם לחץ דם מולקולרית, כאשר הוא מתרחש עם קצב פעילות גופנית, כאשר הוא מתפתח, כאשר הוא מתפתח עם רמת לחץ דם מולקולרית, או הפרעה בינונית, כאשר הוא מתפתח, הוא מתפתח עם רמת לחץ דם מולקולרית, כאשר הוא מתפתח עם קצב פעילות גופנית נמוכה.

Polymerization רדיקלי

רדיקליזציה חופשית היא השיטה המוסכמת והמסחרית החשובה ביותר לפולימרומיזציה.זה מהווה את הייצור של רוב התרמופלסטיקה והאלסטומרס.התהליך מסתמך על רדיקלים חופשיים – מינים נייטרליים עם אלקטרונים לא מחוספסים – כמו גם ביניים תגובתי. רדיקלים אלה הם תגובתיים מאוד ויכולים להוסיף למגוון רחב של מונומרים של ויניל, מה שהופך את השיטה התכליתית ביותר.

שלב אינסטינקט

אינליטיזציה בפולימרומיזציה רדיקלית חופשית דורשת את הדור של רדיקלים מבשר יציב, בדרך כלל אינליטיטור כימי.האינטגרטור המשותף כולל תחמוצות כגון benzoyl peroxide ו alkyl hydroperoxides, תרכובות כגון מעכבי אנזוביוזיס (AIBN), ומערכות Redox שמייצרות רדיקלים בטמפרטורות נמוכות יותר.

צעד התעמולה

במהלך ההתפשטות, שרשרת רדיקלית סוף מוסיף יחידות מונומר מוצלח, עם כל צעד מחדש לייצר רדיקלי בשרשרת המונח שרשרת.הקצב ההתפשטות הוא בדרך כלל גבוה, וכתוצאה מכך צמיחה מהירה שרשרת.התגובה היא אקסותרמית, ובקרת טמפרטורה זהירה היא הכרחית כדי למנוע תגובה מחוצה לה.

שלב סיום

הפסקת פולימריזציה רדיקלית חופשית מתרחשת בעיקר על ידי שני מנגנונים: שילוב ופירוק. בשילוב, שתי רשתות רדיקליות גדלות להצטרף ליצירת מולקולה פולימרנית אחת עם קישור ראש אל ראש. in disproportation, אטום מימן מועבר משרשרת אחת לאחרת, ומייצרת אחת רוויה אחת ושרשרת בלתי רוויה.

פולימרים מרכזיים ויישומים

רדיקליזציה חופשית משמשת לייצור מגוון רחב של פולימרים מסחריים. פולימרים פולימרים פולימרים פולימרים פולימרים המיוצר על ידי סיבים רדיקליים חופשיים פולימריזציה ומשמשת באריזות, בידוד, ומכלי מזון חד פעמיים. פולי (methyl methacrylate) (PMMA), הידוע גם ככוס סופר-סיבית, מיוצרת באמצעות רדיקליזציה חופשית והוא מוערך עבור בהירות אופטית והתנגדות סינטטית שלה.

יתרונות ומגבלות

היתרונות העיקריים של פולימריזציה רדיקלית חופשית הם היקף מונומר רחב שלה, סובלנות של זיהומים, ותנאים פשוטים יחסית תהליך.זה יכול להתבצע ברוב, פתרון, השעיה, או ulsion, מתן גמישות לדרישות מוצרים שונים. Emulsion פולימיזציה, בפרט, מאפשר פולימרים מולקולריים גבוהים בקצב תגובה מהיר עם העברה טובה.

פולימריזציה Cationic Polymerization

פולימריזציה Cationic מתקדמת באמצעות ביניים טעון חיובי.It היא שיטה רבת עוצמה עבור פולימרים פולימרים עם אלקטרון-doning substituents אשר יכול לייצב מטען חיובי.התהליך הוא רגיש מאוד לתנאי תגובה, הדורש אווירה מתייה ולא אינרטית כדי למנוע סיום מוקדם על ידי nucleophiles.למרות דרישות אלה, פולימרוטיקה היא הכרחית לייצור ערכים מסוימים או רדיקלים לא יכול להיות על ידי נתיבים.

אינרציה ותעמולה

Initation in ic פולימריזציה בדרך כלל כרוך חומצה Brønsted או חומצה לואיס בשילוב עם מקור co-initiator או Proton. initiators משותף כולל trifluoride (BF3), אלומיניום trichloride (AlCl3), ו titanium tetrachloride (Ti4) בשימוש עם מים, אלכוהולs, או alkyl lantyl tilic כמו משככי לחץ דם גבוה יותר, אבל הם לעתים קרובות.

העברה ושרשרת

חיסול בפולימרומיזציה הלשונית מורכב יותר מאשר במערכות רדיקליות.מנגנון הסיום הנפוץ ביותר הוא השילוב של הקרופולציה propagating עם הנגד או עם תנופה ניוקלפילית.שרשרת העברה למונומר מתרחשת לעתים קרובות, שבו הפחתת הפחמימות הייתה hydrulation משמעותי של מולקולה מולטעת, תוך מתן שרשרת אחת ובתוך כך היא מאפשרת ייצוב של חומרת פולימרני, אשר פותחה, ללא משקל מולקולרי, הוא קבוע, אשר מאפשר טיפול מולקולרי, אשר פותח, הוא בעל משקל מולקולרי, אשר עשוי להיות מפולני, הוא קבוע, הוא בעל משקל מולקולרי, אשר מאפשר לולאי, אשר מאפשר ייצוב, 000.

מונופולים ותנאים מתאימים

המונותמרים ביותר שניתן יהיה לפולימרון מסחרי הם אלה עם קבוצות אלקטרון-דוטינג שיכולות לייצב את הקריקטורה. Isobutylene הוא המונות המסחרי החשוב ביותר, פולימרן לייצר אבלל גומי ופוליסוואולימלן. Styrene וגזרותיו יכולים להיות מאומצמים פולימריים או להשתמש בהם באופן דרמטי, אם כי המסלול הרדיקלי הוא נפוץ יותר מבחינה מסחרית.

דוגמאות תעשייתיות

הדוגמה התעשייתית הבולטת ביותר של פולימריזציה היא הייצור של פוליסוואוליפנטן וחמאה (הפוימר של Isobutylene עם כמות קטנה של Isoprene) Butyl גומי מציג תנופה גז מעולה ומשמש גם בקומפונקציות פנימי צמיג, שלפוחית אוויריות, ועצירים תרופות.

Polymerization

פולימריזציה אננית מתקדמת באמצעות ביניים טבוני טעון שלילי.זה מציע את התואר הגבוה ביותר של שליטה על משקל מולקולרי, חלוקת משקל מולקולרית, אדריכלות פולימרים של כל שיטת צמיחה שרשרת.לחיות פולימיזציה איתונית, שהתגלה על ידי מייקל סוורצ'ק ב -1956, מאפשר סינתזת של פולימרים עם משקולות מולקולריות מדויקות, פיזור ( ⁇ 1.1), וחסומי קומפונקציה מוגדרת היטב, כוכבים, ותפקודיים מתקדמים, חומרים בקרה.

אינרציה ותעמולה

Initiation in anion פולימריזציה דורש nucleophile חזק או בסיס כדי ליצור את הקרבונות. Common Initiators כוללים תרכובות אוניביום כגון n-butyllithium (n-BuLi) ו- secion שנותרה, כמו גם מתכות נגדיות יציבה יותר, כגון רטיום, אשלגן.

לחיות פולימריזציה Characteristics

בפולימרומיזציה של החדר החי, אין שום תגובה של סיום או שרשרת מעבר בתנאים המתאימים.זה אומר שכל השרשראות פולימרים יזמו בו זמנית וצומחות באותו קצב, וכתוצאה מכך הפצה של פומפסון של משקל מולקולרי ופיזור מתקרב 1.0.הטבע החי מאפשר תוספת מולקולרית של מונומרנים שונים כדי לחסום קומפומרי עם אורך מדויק של זה מאפשר גם את הפחתת ה-cosoniex של ריצוף פחמן, כמו נזלת של פחמן, למשל, כגון שליטה פחמן-דלקתית, או נזלת, כמו נזלת, כמו נזלת, כמו נזלת של פחמן-דלקתית, כמו נזלת, 000, 000, 000, כמו נזלת, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000.

אדריכלות פולימר

השליטה המדויקת המוצעת על ידי פולימריזציה ionic מאפשר הסינתזה של ארכיטקטורות פולימרים מורכבות כי הם קשים או בלתי אפשריים להשיג על ידי שיטות אחרות.בלוק copolymers כגון styrene-butadiene-styen (SBS) thermoplastic elastomomomers מיוצרים באופן מסחרי על ידי פולימרים נגד סימטרי יכול להיות מסונתז על ידי שימוש רב פונקציונליים של פולימרים נשלטים או cosoicial cosociulating כי הם גם עם phos.

יישומים מסחריים ומחקריים

בעוד פולימריזציה האנוניתאית מהווה נפח קטן יותר של ייצור מאשר פולימריזציה של השלב החופשי, חשיבותה ביישומים בעלי ערך גבוה היא משמעותית.השימוש המסחרי הגדול ביותר הוא בייצור בלוק סטיילרני כגון SBS ו- styrene-isoprene-styrene-styrene-styrene (SIS), המשמש גם כ- thermolastomers זהב in adhesives, Implantants המיוצרים, מעכבי, ציפויים, ופוליפטימדומים, אך הם בשימוש על ידי חומרים כימיים.

ניתוח השוואתי של שלוש השיטות

שלושת סוגי הפולימריזציה הנוספת שונים באופן משמעותי במרווחים האקטיביים שלהם, ביטימטורים, בהיקף מונומר ורמת השליטה בפולימרום החופשי (Free Radicial Polyization) היא בעלת יכולת רבת עוצמה ותעשייתית, המציעה תאימות רחבה וסובלנות לזיהומים רדיקליים, אך עם שליטה מוגבלת על גבי רמות ייצור מולקולריות ואדריכלות.

בחירת שיטת הפולימריזציה הנכונה

בחירת שיטת פולימרון המתאים דורשת שיקול זהיר של מספר גורמים.מבנה מונומר הוא הקובע העיקרי: מונומרים עם קבוצות של אלקטרו-לנס כגון סטיילרן ו-methyl methacrylate יכול להיות פולימרי על ידי כל שלוש השיטות, אם כי רדיקליזציה חופשית היא בדרך כלל המגבלות המעשיות ביותר.מונומרים עם קבוצות בעלות אלקטרון כגון vinyl אתניים ו הוא אופטימיזציה גבוהה כי הם בדרך כלל מפונקציה מגנטית הכרחי על ידי מפונקציה מולקולרית.

כיוונים עתידיים והתקדמות

השדה של תוספת פולימריזציה של Catalyst ממשיך להתפתח.שליטה בטכניקות פולימריזציה רדיקליות כגון ATRP, חיל האוויר המלכותי, ופולימריזציה הממוקדת ב- nitrotras (NMP) ביססה את הפער בין הפשטות של רדיקלים חופשיים לבין הדיוק של שיטות נזילות חיים.טכניקות אלה מאפשרות סינתזה של חסימות copolymers, כוכבים, וחומרים פונקציונליים באמצעות תנאים פחות תובעניים מאשר התעמלות ו-מחדשנית יכול להיות מורחבת, כמו גם עם קבוצות בקרה תעשייתית, 000.

מסקנה

הוספת פיזור, בגרסאות רדיקליות, ארוכות ו anionic, מספק את הבסיס הכימי למגוון רחב של חומרים חיוניים לטכנולוגיה המודרנית וחיי היומיום שלה.פולימרול רדיקלי שולט בייצור פולימרים של סחורות בשל הגמישות והיעילות הכלכלית שלה.Cationic פולימריזציה מאפשרת סינתולציה של חומרים מיוחדים עם תכונות ייחודיות, במיוחד אלה המבוססים על olefin עם אלקטרו-אופטימיזציה עם מנגנונים מתקדמים של אופטימיזציה של אופטימיזציה של אלקטרו-אימפריאליסטית.