Polümerisatsioon: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P HC: eemaldatud Kategooria:Keemilised reaktsioonid |
P parandasin skripti abil kriipsud |
||
1. rida:
[[Pilt:Styrene polymerization.png|
'''Polümerisatsioon''' ehk '''polümeerumine''' ehk '''polümeriseerumine''' on [[keemiline reaktsioon|keemiline protsess]], milles madalmolekulaarse ühendi ([[monomeer]]i M) molekulid ühinevad üksteisega moodustades kõrgmolekulaarse (makromorekulaarse) ühendi, milles üksteisele järgnevalt (lineaarsete ahelatega polümeer) või hargnevalt (hargnevate ahelatega polümeer) on keemiliselt seotud väga suur arv monomeerile vastavaid [[elementaarlüli]]sid:
nM → (-M)<sub>n</sub>–
7. rida:
[[Makromolekul]]ide omaette klassi moodustavad [[biopolümeerid]], mis sünteesitakse elusorganismides.
Polümerisatsioonireaktsioonid toimuvad pöördumatult. Polümeeride süntees võib realiseeruda olenevalt [[initsieerimisreaktsioon|initsieerimisviisist]] [[karbokatioon|katioonsete]], [[karbanioon|anioonsete]] või [[vaba radikaal|radikaalsete]] aktiivsete [[intermediaat]]ide vahendusel või koordinatsiooni mehhanismi järgi. Polümeeride olulised karakteristikud on [[polümerisatsiooniaste]] n ja keskmine [[molekulmass]] M<sub>W</sub>. Polümeeride omadused on oluliselt erinevad vastavate monomeeride omadustest.
Kui omavahel liituvad ühe monomeeri molekulid, siis on tegu homopolümerisatsiooniga, saadakse [[homopolümeer]]. Kui liituvad erinevate monomeeride molekulid, siis on tegu kopolümerisatsiooniga, saadakse [[kopolümeer]].
13. rida:
[[Polükondensatsioon]] on polümeersete makromolekulide moodustumine bi- (või multi-)[[funktsionaalne rühm|funktsionaalsetest]] ühenditest, millega kaasneb väikeste molekulide ([[vesi]], [[ammoniaak]], [[alkoholid|alkohol]], [[vesinikkloriid]] jm) eraldumine. Siin realiseerub [[kondensatsioonireaktsioon|kondensatsiooni]] mehhanism ja kogu protsessi jooksul toimub astmeline ahela kasv üle stabiilsete vaheproduktide.
[[Oligomerisatsioon]] on polümerisatsiooniprotsess, kus monomeer konverteeritakse madala [[polümerisatsiooniaste|polümerisatsiooniastmeni]] (n = …10…100…).
Monomeeri suhtes [[ekvivalent]]se või suurema hulga aktiivse [[ahela ülekanne|ahela ülekandja]] (A–B) lisamisel saadakse väga madala polümerisatsiooniastmega molekulid (n = 1, 2, 3, …10…), nimetatakse [[telomerisatsioon]]: nM + A–B → A–(M<sub>n</sub>)–B. Tihti on siin eesmärk saada produktid, kus n=1 või n=2.
24. rida:
==Polümerisatsiooni põhitüübid: kaks kontseptsiooni==
[[
▲[[File:Comparison between SG and CG.jpg|thumbnail|250px|right|[[Molekulkaal]]u sõltuvus [[konversioon]]ist [[astmeline polümerisatsioon|astmelise]] (punane kõver) ja [[elav polümerisatsioon|elava]] (must kõver) polümerisatsiooni korral. <br> [[Ahelpolümerisatsioon]]i korral produkti molekulkaal protsessi kulgedes oluliselt ei muutu.]]
Olenevalt [[monomeer]]i keemilisest ehitusest esineb suur hulk erinevaid polümerisatsiooni mehhanisme. [[Elementaarreaktsioon]]ide (ehk [[reaktsioonimehhanism|mehhanismi]]) põhjal jagatakse polümerisatsioonireaktsioonid kahte põhitüüpi:
*[[ahelpolümerisatsioon]] (''chain-growth polymerization'') – kus [[kaksikside]]t sisaldavad või tsüklilised monomeeri molekulid [[initsiaator]]i juuresolekul annavad aktiivsed [[intermediaat|intermediaadid]], mis liituvad monomeeri kaksiksideme või tsükliga moodustades üha kasvavad aktiivsed intermediaadid ja lõpuks makromolekulid
*[[astmeline polümerisatsioon]] (''step-growth polymerization'') – kus bi- või multi[[funktsionaalrühm|funktsionaalne]] monomeer reageerib andes stabiilsed [[vaheprodukt]]id: [[dimeer]]id, edasi [[trimeer]]id, edasi [[oligomeer]]id ja lõpuks pikad polümeersed ahelad; astmelise mehhanismi järgi kulgevad kõik [[polükondensatsioon]]i protsessid, milles [[kõrvalprodukt]]ina eraldub (eraldatakse) mingi lihtne ühend, näiteks [[vesi]], [[ammoniaak]] jm;.
Teine kontseptsioon polümerisatsioonireaktsioonide klassifitseerimisel lähtub [[brutoreaktsioon]]idest. Siin on samuti kaks põhiklassi, mis enamasti langevad kokku eeltoodud kahe põhitüübiga, kuid mitte kõigil juhtudel. Siin eristatakse:
37. rida ⟶ 36. rida:
==Astmelise polümerisatsiooni ja ahelpolümerisatsiooni võrdlus==
Alljärgnevalt on toodud [[astmeline polümerisatsioon|astmelise polümerisatsiooni]] (realiseerub monomeeri molekulide järjestikulise liitumise kaudu) võrdlus [[ahelpolümerisatsioon]]iga (realiseerub aktiveeritud molekuli monomeeriga ahelliitumise kaudu).
{|class="wikitable" style="text-align:center"
|-
57. rida ⟶ 56. rida:
==Ahelpolümerisatsiooni mehhanism==
{{
Ahelpolümerisatsiooniks nimetatakse [[polümerisatsioon]]ireaktsiooni, milles [[kaksikside]]t sisaldavad või tsüklilised [[monomeer]]i [[molekul]]id liituvad üksteisega kaksiksideme või tsükli katkemise läbi ja moodustavad kõrgmolekulaarsed molekulid.
Ahelpolümerisatsiooni annavad põhiliselt [[küllastumata ühendid]] ([[alkeenid]], [[dieenid]], [[vinüüleetrid]], [[stüreen]]i [[derivaat|derivaadid]]). [[heterotsüklid|Heterotsüklilised]] monomeerid moodustavad lineaarseid ahelaid [[katioonne polümerisatsioon|katioonses]] [[tsükliavamispolümerisatsioon]]is. Ahelpolümerisatsiooni esilekutsumiseks, [[initsieerimine|aktiivsete tsentrite]] tekitamiseks, lisatakse monomeerile [[initsiaator]]it või [[katalüsaator]]it.
Ahelpolümerisatsiooni protsessides esineb vähemalt kolm (või neli) vahestaadiumi.
Vastavalt monomeeri (M) keemilisele olemusele valitakse [[initsieerimisreaktsioon|initsiaator ]]/[[katalüsaator]], mis annab aktiivse [[intermediaat|intermediaadi]] (AM*), mis edasi annab monomeeriga [[ahela kasv]]u reaktsiooni.
69. rida ⟶ 68. rida:
:*[[karbokatioon]] (AM<sup>+</sup>) – [[katioonne polümerisatsioon|katioonses polümerisatsioon]]is
:*[[karbanioon]] (AM<sup>–</sup>) – [[anioonne polümerisatsioon|anioonses polümerisatsioon]]is
:*[[organometalliline kompleks]]
===Polümerisatsiooni initsiaator ''vs'' katalüsaator===
Aineid, mis [[monomeer]]i keskkonnas moodustavad aktiivseid osakesi ja alustavad [[ahela kasv|ahela kasvu reaktsiooni]], nimetatakse [[initsiaator]]iteks või [[katalüsaator]]iteks.
[[Radikaalpolümerisatsioon]]i [[initsieerimisreaktsioon|initsiaatoriteks]] on ained, mis kergesti moodustavad [[vaba radikaal|vabu radikaale]]. Iga moodustunud radikaal võib ühineda monomeeri molekuliga ja alustada üht [[ahela kasv|reaktsiooniahelat]], see on üht polümeerset molekuli. Seejuures initsiaatoriks olnud osake jääb seotuks ahela „algusega” ja ei osale järgnevates reaktsioonietappides. Initsiaator reaktsiooni käigus kasutatakse ära pöördumatult, kuid selle asemele tekib uus radikaal.
80. rida ⟶ 79. rida:
==Polükondensatsiooni mehhanism==
{{Main|Polükondensatsioon}}
Polükondensatsioon on [[polümeer]]ide või [[polükondensaat]]ide saamine ühest või mitmest [[monomeer]]ist, mis sisaldavad erinevaid [[funktsionaalrühm|funktsionaalseid rühmi]] (näiteks [[karboksüülrühm|–COOH]], [[hüdroksüülrühm|–OH]], [[aminorühm|–NH<sub>2</sub>]]). Funktsionaalrühmade reageerimisel eraldub kõrvalproduktina mingi madalmolekulaarne ühend (näiteks [[vesi]] või [[alkoholid|alkohol]]).
Polükondensatsioon toimub [[astmeline polümerisatsioon|astmelise polümerisatsiooni]] mehhanismi järgi.
| |||