3236691039

Polimeryzacja może zachodzić przez addycję i kondensację.

Polimeryzacja addycyjna polega na szybkim, kowalencyjnym łączeniu poszczególnych monomerów (reakcja łańcuchowa) w długie łańcuchy, bez zmiany budowy chemicznej łączonych monomerów.

Polikondensacja polega na indywidualnych reakcjach chemicznych między dwoma lub kilkoma rodzajami monomerów. Proces ten jest znacznie wolniejszy, zaś w wyniku reakcji powstaje produkt uboczny w postaci prostego związku małocząsteczkowego, np. wody czy chlorowodoru.

Przykładem polimeryzacji addycyjnej jest tworzenie się polietylenu z cząsteczki etylenu C2H4 przedstawione na rys. 5-4. W cząsteczce etylenu (monomerze) dwa atomy węgla połączone są podwójnym wiązaniem kowalencyjnym. Pod wpływem temperatury, ciśnienia lub katalizatorów następuje zerwanie wiązania podwójnego i zastąpienie go wiązaniem pojedynczym - powstaje w ten sposób pojedynczy mer. Każdy atom węgla w merze ma tylko siedem elektronów walencyjnych i może łączyć się z innymi merami polietylenu, powodując wzrost cząsteczki. Taka reakcja łańcuchowa zachodzi szybko, gdyż jest limitowana tylko dostępnością monomerów etylenu.

8 elektronów    7 elektronów

\ H H V r \:	H H I |	\ H H H H -U- I I
i c::)c ;	c=c 1 1
H H Monomer	H H	H H H H Mer
8 elektronów
h\ h h h j/"j n ; j	H H	H H H H H H 1 1 1 1 | 1
H ~H H H	H H	1 1 1 1 1 1 H H H H H H

Polietylen

Rys. 5-4. Mechanizm polimeryzacji addycyjnej w przypadku tworzenia polietylenu z etylenu; podwójne wiązanie w monomerze ulega zerwaniu, tworząc mer, który może się łączyć z innymi merami, powodując wzrost łańcucha.

Jeżeli polimer powstał z jednego rodzaju merów, nosi nazwę homopolimeru, jeżeli zaś w procesie polimeryzacji bierze udział więcej niż jeden rodzaj monomerów, to taki proces nosi nazwę kopolimeryzacji, a jej produkt - kopolimeru. Klasycznymi przykładami kopolimerów są: tworzywo ABS powstałe z połączenia monomerów Akrylonitrylu, Butadienu i Styrenu oraz syntetyczne kauczuki BS - z połączenia Butadienu ze Styrenem (patrz rozdział 5.4). Polimery liniowe mogą powstawać również w procesie polikondensacji, a ich właściwości i struktury są podobne do polimerów liniowych otrzymanych w wyniku polimeryzacji addycyjnej. Schemat pojedynczego stopnia polikondensacji w przypadku otrzymywania poliestru termoplastycznego z monomerów tereftalanu metylu i glikolu etylenowego pokazany jest na rysunku 5-5. Pod wpływem temperatury, ciśnienia lub katalizatora, grupy CH3 tereftalanu metylu łączą się z grupami OH glikolu etylowego, dając produkt uboczny w postaci alkoholu metylowego, a dwa monomery tworzą większą cząsteczkę. Przy każdym jednostkowym wzroście cząsteczki polimeru następuje powtórzenie tej reakcji.