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Organic Chemistry II

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聚合

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合成聚合物不仅在日常生活中无处不在, 而且在应用和基础科学领域有许多应用。

聚合是一种用来制造高分子化合物的过程。

这些大分子由大量的重复单位组成, 称为单体。由这些大分子组成的材料具有独特的化学、机械和热性能。

该视频将说明聚合原理, 合成 polyamide-6,10, 并涵盖了一些应用的聚合。

聚合有几种分类方法。一个共同的方式是由它的成长特征, 二者之一链成长或步成长聚合。在链增长中, 单体被添加到一个不断延长的分子链的末尾。这一直持续到单体耗尽或生长被抑制。

在阶跃生长聚合中, 双功能或多功能单体最初反应形成聚和三原。随着反应的进行, 这些化合物结合形成更大的寡聚物。反应一直持续到高分子分子形成。

另一种分类聚合的方法是基于反应机理。一类是加法聚合, 其中单体相加而不形成副产品。例如, 当氯乙烯单体形成自由基时, 它攻击其他单体分子先后传播一个长链分子, 称为聚氯乙烯或 PVC。

在另一种机制中, 缩合聚合, 具有互补功能的分子端反应, 以水或小分子的形式释放出副产品。反应物可以是单体, 或更高的分子量中间体。

由这个过程制成的一个重要的聚合物是聚酰胺, 更好地被称为尼龙。在这种合成中, 二羧酸氯化物与二胺一起凝结形成聚酰胺并释放出氯化氢。随着反应的进行, 单体被消耗形成聚和三原, 反应形成更大的寡聚物。然后, 齐聚物将凝聚成大分子量聚合物。

现在, 聚合的基础已经被覆盖, 让我们来看看聚酰胺的步骤-生长缩合反应使用表面聚合;聚合发生在非均匀混合物的界面上的过程, 由水和有机相组成。

首先, 制备聚合反应溶液。在烧杯中, 混合3毫升的二氯到100毫升正己烷。在一个单独的烧杯中, 添加4.4 克 16-diaminohexane 到50毫升蒸馏水。

在水 diaminohexane 溶液中加入大约5滴酚酞溶液。

接下来, 小心地将二氯溶液覆盖到含 diaminohexane 的水溶液中。薄层将形成在两个阶段的接口。该层的能见度由酚酞增强。

最后, 必须收集聚合物。使用一对镊子, 拉动形成的聚酰胺薄膜, 并围绕一个玻璃棒包装。将聚酰胺吹到玻璃棒上。

然后用丙酮清洗聚合物, 然后用大量的水。一旦这是完整的, 干燥在50° c 下减压。

一个中空的, 长链的聚酰胺是从这个过程中获得。

聚合用于许多科学和工程应用。在这里, 我们将介绍其中的一些应用程序。

光聚合利用光线来引发反应。使用口罩, 三维聚合物结构可以在一层一层的方式制作。该系统使用现成的数字投影仪和光敏树脂, 可以产生具有 sub-100 μ m 分辨率的3D 物体, 能够在力学和材料科学方面进行基础研究, 以及可调谐超介质等新兴领域。

尽管纳米粒子的合成取得了进展, 但纳米粒子的有序组装仍然是一个挑战。在这个应用中, 金属纳米粒子涂覆聚苯乙烯块聚 (丙烯酸) 聚合成链结构。聚合物合成技术可以控制纳米粒子链的长度和宽度。

生物相容聚合物已成为生物学中不可缺少的工具。例如, 密度梯度多层聚合允许创建具有独特的化学和机械性能的生物相容层状矩阵。这项技术使生物医学和基础研究的细胞响应在复杂的2维和3维环境。

你刚刚看了朱庇特的视频聚合。本视频介绍了聚合的基本概念, 聚酰胺合成的程序, 以及在实验室中的聚合用途。谢谢收看!

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