덧셈 폴리머

폴리머 화학에서 덧셈 폴리머는 다른 제품의 공동 생성 없이 모노머의 단순한 연결로 형성되는 폴리머다. 추가 중합은 보통 물을 공동 발생시키는 응축 중합과 다르다.^[1]^[2] 추가 중합체는 연쇄 중합에 의해 형성될 수 있으며, 중합체는 연쇄 반응에서 활성 부지에 모노머 유닛의 순차적인 추가에 의해 형성되거나, 중합체의 모든 등급의 종들 사이의 추가 반응에 의해 중합체가 형성될 때 형성될 수 있다. 덧셈 폴리머는 몇 가지 간단한 단량체의 덧셈으로 반복적으로 형성된다. 일반적으로 중합체는 알케인, 알칼리 등과 같은 불포화 화합물이다. 덧셈 중합은 주로 자유 급진적 메커니즘에서 일어난다. 추가 중합이라는 자유 급진적 메커니즘은 세 단계로 완료된다. 자유 급진적, 체인 전파, 체인 종료의 개시.

폴리오레핀스

많은 일반적인 첨가 폴리머는 불포화 단량체(보통 C=C 이중 결합을 가지고 있음)로부터 형성된다.^[3] 가장 보편적인 첨가 고분자는 폴리올레핀, 즉 올레핀(알케인)을 롱체인 알칸으로 전환하여 파생된 고분자다. 스토이치측정법은 간단하다.

n RCH=CH₂ → [RCH-CH₂]_n

이러한 전환은 활성산소, 산, 카르바니온, 금속 복합체를 포함한 다양한 촉매에 의해 유발될 수 있다.

그러한 폴리올레핀의 예로는 폴리에테네, 폴리프로필렌, PVC, 테플론, 부나 고무, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, PCTFE 등이 있다.

코폴리머스

두 가지 이상의 모노머가 추가 중합될 때, 그 결과 폴리머는 추가 중합체가 된다. 사란랩은 염화비닐과 염화비닐리덴의 중합으로 형성된 복합재다.^[4]

링 개방 중합

링 개방 중합은 첨가 공정이지만 응축과 같은 중합체를 주는 경향이 있지만 추가 중합에 대한 계량법을 따른다. 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜은 산화 에틸렌 링을 열어서 형성된다.

HOCHCHO₂₂₂₄ + n CHO → HO(CHCHO₂₂)_{_n+1}h

나일론 6(나일론 6,6에 대한 특허를 좌절시키기 위해 개발된)은 첨가 중합에 의해 생산되지만 화학적으로는 일반적인 폴리아미드(polyamides)와 유사하다.

응축 폴리머와 추가적인 대비

중합체 유형 간의 한 가지 보편적인 구별은 다른 전파 방식에 의한 분자량 개발이다. 덧셈 폴리머는 많은 단량체를 남기고 높은 분자량 사슬을 빠르게 형성한다. 추가 중합은 반응물질로서 급속하게 성장하는 사슬과 프리 모노머를 가지고 있고, 응축 중합은 모노머, 조광기, 그리고 다른 더 작은 성장 체인들 사이에서 단계적 방식으로 발생하기 때문에, 이 두 경우에서 중합 분자의 현재 크기가 지속적인 반응에 미치는 영향은 심오하게 다르다. 이것은 완성된 중합체에서 분자량, 즉 다분산성의 분포에 중요한 영향을 미친다.

생물분해

덧셈 폴리머는 일반적으로 화학적으로 불활성이며, 강한 C-C 결합을 포함한다. 이러한 이유로 그들은 생체분해가 불가능하고 재활용이 어렵다. 이와는 대조적으로 응축 폴리머는 등뼈가 약한 결합을 포함하고 있기 때문에 더 쉽게 생물 분해될 수 있는 경향이 있다.

역사

최초의 유용한 첨가 폴리머는 ICI 화학자인 레지날드 깁슨과 에릭 포셋에 의해 1933년에 우연히 만들어졌다. 그들은 고온과 고압에서 유기화합물을 반응시키는 일련의 실험을 수행하고 있었다. 그들은 케톤을 생산할 수 있다는 희망으로 에테네에 벤츠알데히드를 반응시키는 실험을 세웠다. 그들은 밤새 반응선을 떠났고, 다음날 아침 그들은 소량의 흰색 왁스 고체 덩어리를 발견했다. 이 고체가 폴리에틸렌이라는 것이 나중에 밝혀졌다.

IUPAC 정의

체인 중합: 폴리머 체인의 성장이 각 성장 단계의 끝에서 활성 부위의 재생과 함께 폴리머 체인의 모노머와 활성 부위 사이의 반응에 의해 독점적으로 진행되는 체인 반응.^[5]

"추가 중합"이라는 용어는 IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)가 대체 용어 체인 중합(chain polymerization)을 추천하면서 더 이상 사용되지 않는다.

참조

^ 폴리머 1987 R.J. 영 채프먼 & 홀 소개 ISBN 0-412-22170-5
^ D. Margerison; G. C. East; J. E. Spice (1967). An Introduction to Polymer Chemistry. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-011891-8.
^ "Addition Polymers". Archived from the original on December 12, 2012. Retrieved July 17, 2012.
^ H. Stephen Stoker (1 January 2012). Organic and Biological Chemistry. Cengage Learning. p. 65. ISBN 978-1-133-10395-0. Retrieved 17 July 2012.
^ Penczek, Stanisław; Moad, Graeme (2008). "Glossary of terms related to kinetics, thermodynamics, and mechanisms of polymerization (IUPAC Recommendations 2008)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 80 (10): 2163–2193. doi:10.1351/pac200880102163.

Paul J. Flory (1953). Principles of Polymer Chemistry. Cornell University Press. p. 51. ISBN 978-0-8014-0134-3. Retrieved 17 July 2012.

[1] 폴리머 1987 R.J. 영 채프먼 & 홀 소개 ISBN 0-412-22170-5

[2] D. Margerison; G. C. East; J. E. Spice (1967). An Introduction to Polymer Chemistry. Pergamon Press. ISBN 978-0-08-011891-8.

[3] "Addition Polymers". Archived from the original on December 12, 2012. Retrieved July 17, 2012.

[Stoker2012-4] H. Stephen Stoker (1 January 2012). Organic and Biological Chemistry. Cengage Learning. p. 65. ISBN 978-1-133-10395-0. Retrieved 17 July 2012.

[5] Penczek, Stanisław; Moad, Graeme (2008). "Glossary of terms related to kinetics, thermodynamics, and mechanisms of polymerization (IUPAC Recommendations 2008)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 80 (10): 2163–2193. doi:10.1351/pac200880102163.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

Search