Polimerizazio

Polimerizazio esaten zaio konposatu (monomero) baten molekulak elkarrekin konbinatuz makromolekula (polimeroa) eratzen den erreakzioari^[1].

Polimerizazio-erreakzio motak

Polimerizazio-erreakzioak bi talde nagusitan sailkatzen dira erreakzio-motari erreparatzen baldin badiogu: adizio-erreakzioak eta kondentsazio-erreakzioak. Hala ere, bi talde nagusi horien baitan beste sailkatzen batzuk agertzen dira prozesua nola garatzen den aintzat hartuta, adibidez disolbatzaile batean gertatzen badira, disoluzio-polimerizazioa izango dugu^[1].

Adizio-erreakzioak

Adizio-erreakzioetan, gehienetan, lotura bikoitz batean gertatzen da erreakzioa. Lehen urratsean lotura bikoitza apurtu egiten da hasarazlearen, erradiazio baten edo beroaren eraginez. Segidan, zabalik dagoen lotura bikoitz horrek beste monomero baten loturari eraso egingo dio, eta horrela sortutako espezieak beste monomero bati,... Kate baten antzera 'begiak' eransten jarraituko du gero luzeagoa eginez. Horrexegatik, hain zuzen ere kate-polimerizazio ere esaten zaio. Azkenik kateak hazteari utziko dio. Hainbat modutan pasa daiteke, baina nagusia hazten ari diren bi kate aurrez aurre elkarrekin topatzea da^[2].

Aipatutako urrats horiek (hastea, hedatzea eta amaitzea) ez dira bata bestearen ondoren soilik gertatzen, hau da, erreakzio-ontzian hasten ari diren kateekin batera, hedatzen ari diren beste batzuk egongo dira eta amaitu edo hiltzen diren beste batzuk.

Polimero-molekula baten sintesia, monomerotik hasita, oso azkarra da. Segundo batzuk nahikoa dira polimeroa osa dadin. Monomeroa polimero bihurtze osoak orduak beharko ditu oraindik ere eta tartean polimerizazio-nahastean polimero osatuak eta oraindik hazten hasi gabeko monomeroak egongo dira.

Kate-erreakzio hauek erradikalen bidez, anioien bidez edo katioien bidez gerta daitezke. Ondorioz, polimerizazio-prozesu horiek erradikal bidezko polimerizazio, polimerizazio anioniko eta polimerizazio kationiko izendatzen dira hurrenez hurren.

Adizio-polimerizazioz prestatzen dira polietilenoa, poliestirenoa, polipropilenoa eta poli(binil kloruro)a besteak beste.

Kondentsazio-erreakzioak

Kondentsazio-erreakzioa monomero-molekulek dituzten funtzio-taldeen artean gertatzen da. Adibidez, monomeroak hidroxilo eta karboxilo talde bana baditu, erreakzio esterifikazioa pasako da bi funtzio-taldeen artean^[2].

Lehen etapan dimeroa eratzea da, esterifikazio-erreakzioaren bitartez:

${\ce {HO-R-OH + HOOC-R'-COOH --> HO-ROOC-R'-COOH + H2O}}$

Hurrengo etapa dimero honen erreakzioa da, beste dimero batekin, edo beste monomero batekin, eta horrela aurrera. Tarte bat pasatu ondoren erreakzio-nahastean oso monomero gutxi izango da eta polimerizatzen hasitako espezie aunitz, zeintzuk polimerizazio-maila antzekoa izango duten. Etapaz etapa garatzen den prozesua da, beraz, geldo samarra kate-erreakzioarekin konparatuz. Etapa-polimerizazio esaten zaio horrela gertatzen denari.

Diazido eta diamina baten arteko kondentsazio-erreakzioa

Poliesterrak eta poliuretanoak prestatzen dira kondentsazio-erreakzioen bidez.

Polimerizazio-prozesuen egoera fisikoa

Polimerizazio-prozesuetan erreakzio-ingurunea zein den oso inportantea da polimeroen ezaugarriei eragingo baitie^[1].

Kasurik sinpleena erreakzio-ontzian monomeroa, hasarazlea huts-hutsik, beste agenterik gabe, paratzen direnean gertatzen da. Prozedura horri masa-polimerizazio esaten zaio. Prozesua neurri industrialean gertatzea nahi baldin bada, arazoak agertzen dira. Polimerizazio-erreakzio asko eta asko exotermikoak dira. Erreakzioa gertatu ahala, sistema berotuz joaten da eta erreakzioaren aurrerapena handi samarra denean, ingurunea txit likatsua denez, beroa egoki disipatzea e eta sistemaren tenperatura kontrolatzea z da erraza. Horrexegatik, masa-polimerizazioak ez dira asko erabiltzen industrian, eta gehiago dira laborategietan egindako esperimentuak.

Monomeroa eta hasarazlea disolbatzaile egoki batean disolba daitezke eta polimerizazio ingurune horretan gertatzea. Disoluzio-polimerizazioa daukagu kasu horretan.. Disolbatzailea erabiltzeak tenperatura kontrolatzeko aukera ematen du, sistemaren likatasuna txikiagoa izango delako eta beroa disipatzea errazagoa. Disoluzio-polimerizazioetan, lortutako polimeroa hutsik, egoera puruan, erabili nahi izanez gero, erreakzioa amaitutakoan polimeroa garbitu beharko da, eta hainbat erabileratarako garbiketa hori oso astuna gerta daiteke.

Polimerizazio-prozesuen artean beste talde garrantzitsua da sistema heterogeneoek osatzen dutena. Kasu hauetan sistemaren tenperatura ongi kontrolatu eta likatasuna ere handiegia ez izateko, “disolbatzaile merke” bat erabili ohi da, ura, hain zuzen ere. Erreakzio-sistema ez da homogeneoa izango, normalean polimeroak ez baitira uretan disolbagarriak. Emultsio-polimerizazioa eta suspentsio-polimerizazioa dira horrelakoak.

Suspentsio-prozesuetan monomeroa, hasarazlea eta ura mekanikoki irabiatzen dira eta erreakzioa formatzen den monomero-tantetan gertatzen da. Sarritan, koloideak usatzen dira tantak elkarri itsastea ebitatzeko. Poli(binil kloruro)a eta poliestirenoa erdiesten dira horrela adibidez.

Emutsio-polimerizazioetan erreakzio-ontzian monomeroa, hasarazlea, substantzia tentsoaktiboak eta ura paratzen dira. Agente tentsoaktiboari esker mizelak eratuko dira, eta polimerizazio-erreakzioa nagusiki mizeletan gertatuko da. Adibidez, pintura akrilikoak lortzen dira horrela..

Erreferentziak

↑ ^a ^b ^c Iriarte, Marian. Polimerizazio. https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/polimerizazio.
↑ ^a ^b Iruin, J.J. & Elortza, J.M.. (1988). Kimiko-fisika makromolekurra. Udako Euskal Unibertsitatea ISBN 84-86967-01-5..

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Datuak: Q181898
Multimedia: Polymerization / Q181898

[:0-1] Iriarte, Marian. Polimerizazio. https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/polimerizazio.

[:1-2] Iruin, J.J. & Elortza, J.M.. (1988). Kimiko-fisika makromolekurra. Udako Euskal Unibertsitatea ISBN 84-86967-01-5..

[1]

[2]