Polymérisation

Source : Vy M. Dong et Jan Riedel, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA

Polymères sont fabriqués à partir de macromolécules, qui sont composées d’unités (les unités de monomères soi-disant) répétitives. Dans notre monde moderne, les polymères jouent un rôle important. L’un des premiers polymères importants est en nylon, qui est un polyamide. Il trouve application généralisée dans les brosses à dents et bas.

Il existe deux principaux types de polymérisation. L’une est la réaction en chaîne de la croissance, qui peut être différenciée en polymérisation radicalaire, cationique, anionique et coordination. Polymérisation d’étape-croissance est l’autre méthode principale pour faire des polymères. Monomères bifonctionnel ou multifonctionnelles réagissent pour finalement former des polymères. Polymérisation d’étape-croissance peut être plus différenciée dans la polymérisation de condensation et polymérisation d’addition.

Dans une polymérisation d’addition, les monomères ajoutera entre eux pour former le polymère. Considérant que, dans une polymérisation de condensation, deux monomères seront ajoutera une réaction de condensation sous la sortie d’eau ou une autre petite molécule comme le chlorure d’hydrogène.

Dans la synthèse d’un polyamide, un chlorure d’acide dicarboxylique se condense avec une diamine pour former un polyamide, au titre de la publication du chlorure d’hydrogène. La notation 6,10 au nom de polyamide-6,10 reflète le nombre de carbones dans le monomère diamine (six dans ce cas) et le nombre de carbones dans le monomère de chlorure d’acide dicarboxylique (dix dans le cas présent).

Une caractéristique d’une polymérisation d’étape-croissance est la dépendance de la longueur de la chaîne et la conversion de la polymérisation. Au début de la réaction de la plupart monomères seront condensera principalement des dimères de forme et des trimères. Avec les progrès futurs, les dimères et trimères combinera oligomères et seulement après que les taux de conversion élevé, lorsque la plupart des monomères ont réagi, les oligomères seront condense pour former des polymères avec un grand nombre d’unités monomères. Ce phénomène est illustré à la Figure 1.

La figure 1. Polymérisation de condensation.

Dans cette expérience, les formes de polyamide à travers une polymérisation de surface que l'on appelle. Dans une solution non homogène, consistant en une solution aqueuse et organique, la polymérisation se déroulera à l’interface des deux couches. Le monomère de diamine est dissous dans l’eau, tandis que l’acide dicarboxylique se dissout dans un solvant organique.

1. préparation

1. Dans un bécher de 250 mL, ajouter 3 mL (14 mmol) de chlorure de sébacoyle dans 100 mL de n-hexane.
2. Dans un bécher de 150 mL, ajouter 4,4 g (38 mmol) de 1, 6-diaminohexane dans 50 mL d’eau distillée.
3. Ajouter environ 5 gouttes d’une solution de phénolphtaléine à la solution 1, 6-diaminohexane.

2. surface polymérisation

1. Superposer soigneusement la solution aqueuse avec la solution de chlorure de sébacoyle.
2. Notez qu’une mince couche se forme sur l’interface de la solution aqueuse et la solution organique.
3. Notez que la phénolphtaléine supplémentaire fera l’interface visible.

3. recueillir le polymère

1. Tirez le film polyamide formé à partir de l’interface avec des pincettes et enroulez-la autour d’une tige de verre.
2. Vent le polyamide sur la baguette de verre.
3. Laver le polymère avec de l’acétone, puis avec de grandes quantités d’eau.
4. Sécher le polymère à 50 ° C, sous pression réduite.

Une mèche creuse, longue de polyamide est obtenue.

Cette expérience met en valeur de manière vivante la synthèse d’un polymère d’une manière simple. La polymérisation de la condensation du chlorure de 1, 6-diaminohexane et sébacoyle donne un polyamide-6, 10, qui se polymérise à l’interface des deux couches de liquides. Cette polymérisation de surface formera un brin creux de polyamide, après tirant le polymère de l’interface et en enroulant autour d’une tige de verre de la remonter.

Polymères et polyamide trouvent une variété de différentes utilisations dans notre vie quotidienne. Initialement utilisé pour les brosses à dents et des bas. Aujourd'hui, le polyamide est utilisé dans la production de textiles, comme les manteaux de pluie, vêtements d’extérieur, blouses et vestes de vol. En raison de sa force et son endurance, polyamides sont également utilisés en parachutes, cordes d’escalade et de voiles. Ces applications font de polyamides un des polymères plus importantes en usage aujourd'hui.