Parole chiave: monomero
Questa pagina è dedicata ad una piccola introduzione su come vengono prodotti i polimeri. Una reazione chimica che da origine ai polimeri viene detta polimerizzazione Ci sono molti tipi di reazioni come queste. Tutte le polimerizzazioni hanno una cosa in comune. Iniziano tutte con piccole molecole e si uniscono per formare molecole giganti. La piccola molecola originaria viene detta monomero. Si possono unire in vari modi. La gente ama categorizzare le cose, così ci dice E.Kant, e le reazioni di polimerizzazione non sono escluse dal nostro bisogno di classificazione.
Presentarsi solo con alcune categorie non è sufficiente per noi. Dobbiamo elencare diversi sistemi di classificazione. I diversi sistemi possono spesso creare confusione. Cerchiamo di chiarirli il più possibile elencando i diversi sistemi. Il primo sistema è quello della Addizione-Condensazione ideata da Charters.
Questo sistema divide in
due tipi la polimerizzazione e se siete veramente intelligenti avrete sicuramente
capito che questi due tipi di polimerizzazione sono:
Viene detta polimerizzazione
per addizione la polimerizzazione in cui tutta la molecola di monomero
diventa parte del polimero. Viene detta polimerizzazione per condensazione
la polimerizzazione in cui una parte della molecola di monomero viene eliminata
quando il monomero diventa parte del polimero. La parte che viene eliminata
è di solito una molecola piccola come l'acqua, o HCl. Vediamo qualche
esempio per illustrare il tutto.
Quando l'etilene è
polimerizzato per produrre il polietilene,
ogni atomo della molecola di etilene diventa parte del polimero. Il monomero
viene addizionato interamente al polimero. Si può dire che un polimero
di addizione è come un buon amico che accetta tutto di te, i pregi
e i difetti.
Un
polimero di condensazione è simile ad un altezzoso circolo che dice
"Certamente puoi far parte del nostro club ma solo se eviti quei tuoi amici"
Vedete in una polimerizzazione per condensazione alcuni atomi del monomero
non finiscono nel polimero. Quando il nylon 6.6
si ottiene con il cloruro di adipoile e la esametilendiammina, atomi
di cloro del cloruro di adipoile, insieme ad atomi di idrogeno amminico,
vengono espulsi sotto forma di HCl.
La linea finale
Volete la versione abbreviata?
La polimerizzazione per condensazione rilascia sottoprodotti. La polimerizzazione
per addizione, no.
Parliamo ora del prossimo
sistema di classificazione ideata da Flory: la polimerizzazione a catena
ed a stadi
L'altro sistema di classificazione
per la polimerizzazione divide questo tipo di reazione in due categorie
che sono:
Molto bene. Ora la differenza
tra una polimerizzazione a catena ed una polimerizzazione a stadi è
leggermente più complicata della differenza tra una polimerizzazione
per addizione ed una polimerizzazione per condensazione. Si può
definire così:
In una polimerizzazione a
catena, i monomeri diventano parte del polimero simultaneamente. Semplice,
vero? Per farvi vedere come avviene ecco una figura di una polimerizzazione
a catena, in pratica una polimerizzazione
anionica dello stirene per formare il polistirene.
Date un'occhiata.
Nella
polimerizzazione a stadi, le cose sono più complicate. Diamo un'occhiata
alla polimerizzazione a stadi di due monomeri, il cloruro dell'acideo tereftalico
e l'etilenglicole, per ottenere un poliestere denominato
polietilenterftalato. Prima di tutto i due monomeri reagiranno per formare
un dimero. Sembra abbastanza semplice.
A questo
punto in una polimerizzazione a catena, può accadere solo una cosa:
un terzo monomero si aggiunge al dimero per formare un trimero poi un quarto
per formare un tetramero e così via. Ma qui nella terra libera della
polimerizzazione a stadi questo dimero può comportarsi in molti
modi differenti. Può, naturalmente, reagire con uno dei monomeri
per formare un trimero:
Ma può fare anche
altre cose. Può reagire con un altro dimero per formare un tetramero
Può persino diventare
matto e ragire con un trimero per formare un pentamero.
Per rendere le cose ancora più
complicate, questi tetrameri e pentameri possono reagire per formare oligomeri
ancora più grandi. Crescono e crescono fino a quando gli oligomeri
sono abbastanza grandi da diventare polimeri.
Pensate al modo in cui la
vostra banca si unisce ad altre banche e diventa sempre più grande
e avrete un'idea di ciò che succede.
La linea
finale
La differenza principale
è questa: in una reazione a stadi, le catene in crescita possono
reagire una con l'altra per formare catene ancora più lunghe. Ciò
è valido per catene di ogni lunghezza. Il monomero o dimero può
reagire nello stesso modo in cui agisce un monomero con una catena formata
da centinaia di unità. Nella polimerizzazione per addizione, solo
i monomeri possono reagire con le catene in crescita. Due catene in crescita
non si possono unire nel modo in cui si uniscono in una polimerizzazione
a catena.
Sono sicuro che molti di
voi, brillanti studenti, hanno notato che la nostra polimerizzazione a
stadi per ottenere un poliestere ha dato origine ad un sottoprodotto, HCl.
Sarà quindi una polimerizzazione per condensazione oltre ad essere
una polimerizzazione a stadi.
Avrete anche notato che la
nostra polimerizzazione a catena dello stirene non ha generato sottoprodotti.
Effettivamente si tratta di una polimerizzazione per addizione oltre ad
essere una polimerizzazione a catena.
E' facile concludere che
una polimerizzazione a stadi ed una polimerizzazione per condensazione
sono la stessa cosa, così pure sono la stessa cosa una polimerizzazione
a catena ed una polimerizzazione per addizione. Ma non è sempre
così. Ci sono polimerizzazioni per addizione che sono polimerizzazioni
a stadi. Un esempio è la polimerizzazione che produce poliuretani. Esistono anche polimerizzazioni per condensazione
che sono polimerizzazione a catena. Cercare di riconciliare il sistema
di classificazione della crescita a catena-crescita a stadi ed il sistema
di classificazione addizione-condensazione è solo una perdita di
tempo Ogni sistema ha i suoi criteri, e le distinzioni fatte per un sistema
non sempre sono le stesse distinzioni fatte per l'altro.
Non cercate quindi di riconciliare
i due sistemi. Sappiate solo che le polimerizzazioni possono essere a catena
o a stadi e possono essere per condensazione o per addizione.
Addizione-Condensazione
Polimerizzazione per Addizione
o Poliaddizione
e
polimerizzazione per condensazione
o policondensazioneLa polimerizzazione
a catena ed a stadi
polimerizzazione a catena
e
polimerizzazione a stadi
Differenze inconciliabili
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