بوليمر التكثيف

الموسوعة الحرة
يُعد البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بوليمر تكثيف شائع.

في كيمياء البوليمرات ، تُعرف بوليمرات التكثيف بأنها أي نوع من البوليمرات التي تتضمن عملية بلمرتها تفاعل تكثيف (أي ينتج جزيء صغير، مثل الماء أو الميثانول ، كمنتج ثانوي). تتشكل البروتينات الطبيعية ، بالإضافة إلى بعض أنواع البلاستيك الشائعة مثل النايلون و PETE، بهذه الطريقة. تتكون بوليمرات التكثيف إما عن طريق التكثيف المتعدد، حيث يتكون البوليمر من تفاعلات تكثيف بين أنواع مختلفة من البوليمرات بدرجات بلمرة متفاوتة ، أو عن طريق بلمرة السلسلة التكثيفية ، حيث يتكون البوليمر من خلال إضافة متسلسلة للمونومرات إلى موقع نشط في تفاعل متسلسل . أما الأشكال البديلة الرئيسية للبلمرة فهي بلمرة السلسلة والإضافة المتعددة ، وكلاهما ينتج بوليمرات الإضافة .

تعريف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)

التكثيف المتعدد : عملية بلمرة يتم فيها نمو سلاسل البوليمر من خلال تفاعلات التكثيف بين جزيئات ذات درجات بلمرة مختلفة. ملاحظات:

  1. يتم التعبير عن مراحل النمو من خلال:
    P x + P y → P x + y + L ( x , y = 1, 2, … )
    حيث يشير P x و P y إلى سلاسل درجات البلمرة x و y على التوالي، و L هو منتج ثانوي ذو كتلة مولية منخفضة.
  2. كان مصطلح "التكثيف المتعدد" في السابق مرادفًا لمصطلح "بلمرة التكثيف". وقد شمل مصطلح "التكثيف المتعدد" في السابق التعريفات الحالية لكل من التكثيف المتعدد وبلمرة السلسلة التكثيفية. [ 1 ]

تُعدّ بلمرة التكثيف أحد أشكال بلمرة النمو التدريجي . تُنتَج البوليمرات الخطية من مونومرات ثنائية الوظيفة ، أي مركبات ذات مجموعتين طرفيتين نشطتين . تشمل بوليمرات التكثيف الشائعة البوليسترات ، والبولي أميدات مثل النايلون ، والبولي أسيتالات ، والبروتينات . [ 2 ] [ 3 ]

البولياميدات

تُعدّ البولي أميدات فئةً مهمةً من البوليمرات التكثيفية . [ 4 ] وهي تنشأ من تفاعل حمض الكربوكسيل مع الأمين. ومن أمثلتها النايلون والبروتينات . عند تحضيرها من أحماض أمينية كربوكسيلية، مثل الأحماض الأمينية، تتضمن نسبة التفاعل في عملية البلمرة تكوين الماء.

ن ح 2 N-X-CO 2 ح → [HN-XC(O)] ن + (ن-1) ح 2 يا

عند تحضيرها من ثنائي الأمينات والأحماض ثنائية الكربوكسيل ، على سبيل المثال إنتاج النايلون 66 ، ينتج عن عملية البلمرة جزيئين من الماء لكل وحدة متكررة:

n H 2 N-X-NH 2 + n H O 2 C-Y-CO 2 H → [HN-X-NHC(O)-YC(O)] n + (2n-1) H 2 O
التركيب الكيميائي العام لأحد أنواع بوليمرات التكثيف

البوليستر

تُعدّ البوليسترات فئةً أخرى مهمة من البوليمرات المكثفة . [ 5 ] وهي تنتج عن تفاعل حمض كربوكسيلي مع كحول. ومن الأمثلة على ذلك بولي إيثيلين تيريفثالات ، وهو البلاستيك الشائع PET (الأكثر إعادة تدويرًا في الولايات المتحدة الأمريكية).

ن H O-X-OH + n H O 2 C-Y-CO 2 H → [OXO 2 C-YC(O)] n + (2n-1) H 2 O
بنية بولي ( R )-3-هيدروكسي بوتيرات (P3HB) ، وهو بوليمر طبيعي.

اعتبارات السلامة والبيئة

تميل بوليمرات التكثيف إلى أن تكون أكثر قابلية للتحلل الحيوي من بوليمرات الإضافة . يمكن تحلل روابط الببتيد أو الإستر بين المونومرات، خاصة في وجود المحفزات أو الإنزيمات البكتيرية . [ 6 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ جينكينز، أ.د.؛ كراتوشفيل، ب.؛ ستيبتو، ر.ف.ت.؛ سوتر، يو.دبليو. (1996-01-01). "مسرد المصطلحات الأساسية في علم البوليمرات (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 1996)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 68 (12): 2287-2311 . doi : 10.1351/pac199668122287 . ISSN 0033-4545 . S2CID 98774337 .  
  2. ↑ مقدمة في البوليمرات 1987 آر جيه يونغ تشابمان وهول ISBN 0-412-22170-5
  3. ↑ د. مارجيرسون؛ جي سي إيست؛ جي إي سبايس (1967). مقدمة في كيمياء البوليمرات . دار بيرغامون للنشر. رقم ISBN 978-0-08-011891-8.
  4. ^ ب. هرتزوغ. مي كوهان؛ سا ميستماخر. رو باجيلاجان؛ ك. ريدموند (2013). "البولي أميدات". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a21_179.pub3 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2. S2CID 241272519 . 
  5. ^ هورست كوبنيك. مانفريد شميت؛ فيلهلم بروجنج؛ يورن روتر؛ والتر كامينسكي (2002). "البوليستر". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a21_227 . رقم ISBN 3-527-30673-0.
  6. ↑ وي، رين؛ زيمرمان، وولفغانغ (نوفمبر 2017). "الإنزيمات الميكروبية لإعادة تدوير البلاستيك المقاوم المصنوع من البترول: إلى أي مدى وصلنا؟" . التكنولوجيا الحيوية الميكروبية . 10 (6): 1308-1322 . doi : 10.1111/1751-7915.12710 . PMC 5658625. PMID 28371373 .