Полимерлендіру: мономерлердің тізбектелген полимерлерге айналуы. Гомополимерлер, кополимерлер, кезеңді өсу полимерлері туралы біліңіз. Химиялық реакциялар мен механизмдер.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Полимерлік тізбектерді қалыптастыру үшін химиялық реакция
Chemical reaction to form polymer chains
Полимер химиясында полимеризация (американдық ағылшын тілінде) немесе полимеризация (британдық ағылшын тілінде) – мономер молекулаларын химиялық реакцияда біріктіре отырып, полимерлік тізбектерді немесе үш өлшемді желілерді қалыптастыру процесі. Полимеризацияның көптеген түрлері бар және оларды жіктеу үшін әртүрлі жүйелер қолданылады. Химиялық қосылыстарда полимеризация реакция механизмдерінің алуан түрлілігі арқылы жүзеге асуы мүмкін, олардың күрделілігі реакцияға қатысушы заттардағы функционалдық топтарға байланысты өзгереді.
In polymer chemistry, polymerization (American English), or polymerisation (British English), is a process of reacting monomer molecules together in a chemical reaction to form polymer chains or three dimensional networks. There are many forms of polymerization and different systems exist to categorize them. In chemical compounds, polymerization can occur via a variety of reaction mechanisms that vary in complexity due to the functional groups present in the reactants
Гомополимерлер
Homopolymers
Кополимерлер
Copolymers
Формальдегид гидраттары немесе қарапайым альдегидтер сияқты басқа мономерлік бірліктер өте төмен температурада (шамамен −80 °C) тримерлерді қалыптастыра алады.
Other monomer units, such as formaldehyde hydrates or simple aldehydes, are able to polymerize themselves at quite low temperatures (ca. −80 °C) to form trimers;
Басқыш өсу полимерлері мономерлік бірліктердің функционалдық топтары арасындағы тәуелсіз реакциялық қадамдар арқылы қалыптасады, әдетте азот немесе оттегі сияқты гетероатомдарды қамтиды. Көптеген басқыш өсу полимерлері сондай-ақ конденсациялық полимерлер ретінде жіктеледі, себебі полимер тізбегінің ұзартылуы кезінде су сияқты кішкентай молекула бөлінеді. Мысалы, полиэстер тізбектері спирт пен карбон қышқылы топтарының реакциясы арқылы өседі, нәтижесінде су бөлінетін эфирлік байланыстар пайда болады. Дегенмен, ерекшеліктер де бар; мысалы, полиуретандар – су немесе басқа ұшқыш молекулалардың бөлінуісіз изоцианат пен спирттік бифункционалды мономерлерден түзілген басқыш өсу полимерлері және олар конденсациялық полимерлер емес, қосылыс полимерлері ретінде жіктеледі. Басқыш өсу полимерлері төмен конверсияларда молекулалық салмағын өте баяу арттырады және тек өте жоғары конверсияда (яғни, >95%) ғана орташа жоғары молекулалық салмаққа жетеді. Полиамидтерді (мысалы, нейлонды) алу үшін қатты күйдегі полимеризация – басқыш өсу полимеризациясының мысалы.
Step growth polymers are formed by independent reaction steps between functional groups of monomer units, usually containing heteroatoms such as nitrogen or oxygen. Most step growth polymers are also classified as condensation polymers, since a small molecule such as water is lost when the polymer chain is lengthened. For example, polyester chains grow by reaction of alcohol and carboxylic acid groups to form ester links with loss of water. However, there are exceptions; for example polyurethanes are step growth polymers formed from isocyanate and alcohol bifunctional monomers) without loss of water or other volatile molecules, and are classified as addition polymers rather than condensation polymers. Step growth polymers increase in molecular weight at a very slow rate at lower conversions and reach moderately high molecular weights only at very high conversion (i. e., >95%). Solid state polymerization to afford polyamides (e. g., nylons) is an example of step growth polymerization.
Тізбектілік өсу
Тізбекті өсіру (немесе тізбекті) полимерлендіруде тізбекті кеңейту реакциясының жалғыз қадамы – еркін радикал, катион немесе анион сияқты белсенді орталығы бар өсіп келе жатқан тізбекке мономерді қосу болып табылады. Тізбектің өсуі белсенді орталықтың пайда болуымен басталғаннан кейін, мономерлер тізбесін қосу арқылы тізбектің таралуы әдетте жылдам жүреді. Реакцияның басынан-ақ ұзын тізбектер қалыптасады. немесе ультракүлгін сәулесі. Фотополимерлендіру қадамдық өсу полимерлендіруінің түрі де болуы мүмкін. Жарық реакцияға қатысатын мономерге тікелей сіңірілуі мүмкін (тікелей фотополимерлендіру), немесе жарықты сіңіріп, содан кейін энергияны мономерге беруге қабілетті фотосезіктендіргіш арқылы сіңірілуі мүмкін. Жалпы, басталу сатысы ғана бірдей мономердің әдеттегі термиялық полимерленуінен ерекшеленеді; ал келесі таралу, тоқтату және тізбек беру сатылары өзгеріссіз қалады. Фотополимерлендіру фотографиялық немесе баспа процесі ретінде қолданылуы мүмкін, себебі полимерлендіру тек жарыққа ұшыраған аймақтарда ғана жүреді. Жарыққа ұшырамаған аймақтардан реакцияға қатыспаған мономерді алып тастау арқылы рельефті полимерлік бейне қалдыруға болады. Цифрлық микрозеркалды құрылғыны пайдалана отырып, күрделі құрылымдарды жасау үшін бір импульсті мультифотонды полимерлендіру де көрсетілген.
In chain growth (or chain) polymerization, the only chain extension reaction step is the addition of a monomer to a growing chain with an active center such as a free radical, cation, or anion. Once the growth of a chain is initiated by formation of an active center, chain propagation is usually rapid by addition of a sequence of monomers. Long chains are formed from the beginning of the reaction. or ultraviolet light. Photopolymerization can also be a step growth polymerization. The light may be absorbed either directly by the reactant monomer (direct photopolymerization), or else by a photosensitizer which absorbs the light and then transfers energy to the monomer. In general, only the initiation step differs from that of the ordinary thermal polymerization of the same monomer; subsequent propagation, termination, and chain transfer steps are unchanged. Photopolymerization can be used as a photographic or printing process because polymerization only occurs in regions which have been exposed to light. Unreacted monomer can be removed from unexposed regions, leaving a relief polymeric image. Multiphoton polymerization using single pulses have also been demonstrated for fabrication of complex structures using a digital micromirror device.