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Organic Chemistry II

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Polymérisation

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Polymères synthétiques ne sont pas seulement omniprésentes dans la vie quotidienne, mais ont de nombreuses applications dans les sciences appliquées et fondamentales.

La polymérisation est un processus utilisé pour créer des composés macromoléculaires appelées polymères.

Ces macromolécules sont constitués d’un grand nombre d’unités appelées monomères répétitives. Matériaux composés de ces grosses molécules ont des propriétés chimiques, mécaniques et thermiques uniques.

Cette vidéo va illustrer les principes de la polymérisation, la synthèse du polyamide-6, 10 et couvrir certaines applications de polymérisation.

Il y a plusieurs façons de classer la polymérisation. Une façon courante consiste à ses caractéristiques de croissance, soit chaîne-croissance ou étape polymérisation. Croissance, une chaîne de monomères sont ajoutés à la fin d’une chaîne plus longue des molécules. Cela continue jusqu'à ce que le monomère est épuisé ou la croissance est inhibée.

Polymérisation d’étape-croissance, monomères bifonctionnel ou multifonctionnels initialement réagissent pour former des dimères et trimères. Que la réaction se produit ces composés se combinent pour former des oligomères plus grandes. La réaction se poursuit jusqu'à ce que les molécules de polymère longue sont forment.

Une autre façon de classer la polymérisation est basée sur le mécanisme de réaction. Une catégorie est de polymérisation d’addition, où monomères s’additionnent sans la formation d’un sous-produit. Par exemple, lorsque le chlorure de vinyle monomère forme un radical libre, il attaque les autres molécules de monomère de multiplication successivement une molécule de longue chaîne, appelée de polychlorure de vinyle ou PVC.

Dans l’autre mécanisme, la polymérisation de condensation, molécules avec des unités complémentaires fin fonctionnels réagissent, libérant un sous-produit sous forme d’eau ou une petite molécule. Les réactifs peuvent être des monomères, ou intermédiaires de poids moléculaire plus élevé.

Un polymère important de ce processus est un polyamide, mieux connu sous le nom de nylon. Dans cette synthèse, un chlorure d’acide dicarboxylique se condense avec une diamine pour former un polyamide et libère du chlorure d’hydrogène. Que la réaction se produit, le monomère est consommée pour former dimères et trimères, qui réagissent pour former des oligomères plus grandes. Puis, oligomères seront condense pour former des polymères grand poids moléculaire.

Maintenant que les bases de polymérisation ont été couverts, nous allons jeter un oeil à la réaction de condensation d’étape-croissance de polyamide à l’aide de polymérisation de surface ; un processus où la polymérisation se produit à l’interface d’un mélange hétérogène, composée d’une phase aqueuse et une phase organique.

Tout d’abord, préparer les solutions de la réaction de la polymérisation. Dans un bol, mélanger 3 mL de chlorure de sébacoyle pour 100 mL d’hexane. Dans un bécher séparé, ajoute 4,4 g de 1, 6-diaminohexane à 50 mL d’eau distillée.

Ajouter environ 5 gouttes d’une solution de phénolphtaléine à la solution aqueuse diaminohexane.

Ensuite, soigneusement superposer la solution de chlorure de sébacoyle sur la solution aqueuse contenant le diaminohexane. Une mince couche se forme à l’interface des deux phases. La visibilité du calque est renforcée par la phénolphtaléine.

Enfin, le polymère doit être recueilli. À l’aide d’une paire de pincettes, tirez le film polyamide formé et enroulez-la autour d’une tige de verre. Vent le polyamide sur la tige de verre.

Puis laver le polymère avec de l’acétone, suivie de beaucoup d’eau. Une fois cela terminé, séchez à 50 ° C, sous pression réduite.

Une mèche creuse, longue de polyamide est obtenue à partir de ce processus.

La polymérisation est utilisée dans de nombreuses applications scientifiques et techniques. Ici, nous couvrons certaines de ces applications.

Photo-polymérisation utilise la lumière pour initier la réaction. L’utilisation de masques, structures polymères tridimensionnels peuvent être fabriqués de façon couche par couche. Ce système, qui utilise un projecteur numérique sur le marché local et des résines photosensibles, peut produire des objets 3D avec une résolution de sub-100 μm, permettant des études fondamentales en mécanique et science des matériaux et les nouveaux domaines tels que les métamatériaux accordables.

Malgré les progrès réalisés dans la synthèse de nanoparticules, l’Assemblée ordonnée des nanoparticules reste un défi. Dans cette application, les nanoparticules métalliques revêtus en polystyrène-bloc-poly(acrylic acid) sont polymérisées dans les structures de la chaîne. Les techniques de synthèse de polymère permettant le contrôle de la longueur et la largeur des chaînes de nanoparticules.

Polymères biocompatibles sont devenues un outil indispensable dans les sciences biologiques. Par exemple, polymérisation multicouches gradient de densité permet la création de matrices de couches biocompatibles qui ont des propriétés chimiques et mécaniques distinctes. Cette technique permet la recherche biomédicale et base en réaction cellulaire dans des environnements 2D et 3D complexes.

Vous avez juste regardé les vidéo de JoVE sur la polymérisation. Cette vidéo portaient sur des concepts fondamentaux de la polymérisation, une procédure pour la synthèse du polyamide et utilisations de polymérisation dans le laboratoire. Merci de regarder !

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