Polimer Mekanizmaları

Polimer Mekanizmaları

Polimerlerin yapısal ve bileşimsel farklarının yanı sıra, polimer moleküllerinin sentez mekanizması da çok önemlidir. Son yıllarda kullanılan terimbilim, polimerlerin sentez mekanizmasını basamak-büyüme ve zincir-büyüme polimerizasyonu olarak sınıflandırır.

Bu iki mekanizmayı birbirinden ayıran birçok etmen vardır, ancak en önemli fark reaksiyona giren kimyasal türleridir. Bir diğer önemli fark da polimerin molekül büyüklüğünün reaksiyon dönüşümüyle olan bağıntısıdır.

Adından da anlaşılacağı gibi, basamak-büyüme polimerizasyonu Şema 1′ daha önce görüldüğü gibi basamak basamak ilerler. Yani, önce iki monomer birleşip dimeri oluşturur; sonra dimere bir monomer daha eklenir ve trimer oluşur; trimere bir dimer eklenir pentamer oluşur; ve bu büyüme basamak basamak devam eder. Bu sentez mekanizmasından dolayı polimer molekülünün büyüme hızı yavaştır. Basamak-büyüme polimerizasyonunu zincir-büyümeden ayıran en karakteristik özelliği, farklı büyüklükteki bütün moleküllerin polimerizasyon sırasında birbiriyle reaksiyona girmesidir. Basamak-büyüme polimerizasyona örnek olarak polikarbonat sentezi verilebilir.

Zincir-büyüme polimerizasyonunda ise durum biraz farklıdır. Bu mekanizmada polimerizasyonun başlaması için radikallerin oluşması gerekir. Radikal oluşturmak için isebaşlatıcı kimyasallara ihtiyaç vardır. Radikaller bir kez oluştuktan sonra bir radikal grup başka bir monomere eklenerek bu monomeri reaktif hale getirir. Daha sonra bu reaktif monomer (yani yeni radikal grup) başka bir monomere bağlanır ve bu böylece devam ederek polimer zincirinin büyümesi gerçekleşir. Zincir-büyüme reaksiyonunun ilerleme aşamalası Şema 7′de genel vinil monomeri üzerinde örnek olarak gösterilmektedir. Zincir-büyüme polimerizasyonunu detaylı incelemek için Polimer Kimyası sayfamızı ziyaret ediniz.

Tipik bir basamak-büyüme polimerizasyonuyla, zincir-büyüme reaksiyonlarının en büyük farkını polimerin molekül ağırlığının reaksiyon zamanına bağlı değişiminde, ve reaksiyon dönüşüm yüzdesinde görürüz. Şema 8a’da gösterdiğimiz gibi, zincir-büyüme mekanizmasında yüksek molekül ağırlıklı polimer, reaksiyon başlar başlamaz oluşur ve  reaksiyon sırasında sadece monomer, radikaller, ve yüksek molekül ağırlıklı polimer görülür. Şema 8b’de verilen tipik basamak-büyüme mekanizmasında ise uzun polimer zincirleri reaksiyonun en son aşamalarında ve yüksek dönüşüm yüzdelerinde görülür. Herhangi bir aşamada reaksiyonun içine bakıldığında, her türlü molekül ağırlığında -mergrupları görülür: monomer, tetramer, trimer, oktamer gibi…

Polimerleri yapılarına göre ayırdığımızda karşılaştığımız belirsizlikleri, aynı şekilde polimerizasyon mekanizmasına göre yapılan sınıflandırmada da görürüz. Mesela, bazı  polimerlerde görülen aşırı süratli başlama basamağı, reaksiyonu zincir büyüme mekanizmasından saptırabilir ve molekül ağırlığı gelişimi Şema 9′daki gibi doğrusal olabilir. Bu tür büyüme karakteristiği doğal bir polimer olan proteinlere mahsustur ancak bir takım sentetik polimer sistemleri de bu davranışı gösterebilir (ör. halka-açılma polimerizasyonu ile sentezlenen polimerler).

Genel

Yorum Gönderin