Polymeerchemie

Bij polymerisatiereacties binden moleculen, of monomeren (mono = één), aan elkaar en vormen een keten, of polymeer wat letterlijk veel delen betekent. Deze polymerisatiereacties kunnen op twee manieren plaatsvinden in twee soorten; de additie- en condensatiepolymerisatie.

Bij additiepolymerisaties verloopt het proces door additiereacties van de monomeren. De additiereacties verlopen volgens een radicaal- of kation/anionmechanisme. Omdat beide mechanismen vergelijkbaar zijn zal in dit hoofdstuk alleen de radicaalmechanisme worden besproken.

In een radicaalmechanisme wordt een π-binding van een alkeen opengebroken door hoge stralingsenergie of door een initiator dat in de meeste gevallen een peroxide is. Peroxiden kunnen namelijk gemakkelijk radicalen vormen.

Stralingsenergie zorgt voor homolytische splitsing van elektronen. Bij de homolytische splitsing nemen de gebonden atomen elk een elektron op waardoor deze een ongebonden elektron hebben en dus radicalen vormen.

Deze radicalen reageren vervolgens met andere monomeereenheden dat verloopt volgens de propagatiestap in een radicaal mechanisme. Bij elke reactie wordt weer een nieuw radicaal deeltje gevormd.

Omdat in bij radicaalreacties een nieuw radicaal deeltje wordt gevormd kan deze reactie blijven doorgaan totdat deze uiteindelijk wordt onderbroken (terminatie). Verschillende stoffen kunnen worden gebruikt om de terminatie stap te beïnvloeden.

Bij een condensatiereactie reageert een alkaanamine of alkanol met een organisch zuur waarbij water vrijkomt. Echter, wanneer de monomeren meerdere functionele groepen bevatten zoals een carbonzuur en een alcohol/amine groep kunnen deze blijven met elkaar blijven reageren waardoor ook een polymeer kan ontstaan. Bij polymerisaties met alcoholen en carbonzuren worden polyesters gevormd. Bij polycondensaties met amine groepen en carbonzuren wordt een polyamide gevormd.