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Organic Chemistry II

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Polymerisation

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Synthetische Polymere sind nicht nur im täglichen Leben allgegenwärtig, aber haben zahlreiche Anwendungen in der grundlegenden und angewandten Wissenschaften.

Polymerisation ist ein Prozess zur Erstellung von makromolekularer Verbindungen als Polymere bezeichnet.

Diese Makromoleküle bestehen aus einer großen Anzahl Einheiten bekannt als Monomere zu wiederholen. Diese großen Moleküle bestehend aus Materialien haben einzigartige chemische, mechanische und thermische Eigenschaften.

Dieses Video wird veranschaulichen Prinzipien der Polymerisation, die Synthese von Polyamid-6,10, und einige Anwendungen der Polymerisation zu decken.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Polymerisation zu klassifizieren. Eine gängige Methode ist durch seine Wuchsmerkmalen Kette-Wachstum oder Schritt-Wachstum Polymerisation. Kette-Wachstum werden am Ende einer Kette je Verlängerung der Moleküle Monomere hinzugefügt. Dies wird fortgesetzt, bis das Monomer erschöpft ist oder Wachstum gehemmt.

Im Schritt-Wachstum Polymerisation, Bi-funktionale oder Multi-funktionale Monomere reagieren zunächst zu bilden Dimere und Trimere. Im weiteren Verlauf die Reaktion verbinden sich diese Verbindungen zu größeren Oligomere. Die Reaktion wird fortgesetzt, bis die langen Polymermolekülen gebildet werden.

Eine weitere Möglichkeit, Polymerisation zu klassifizieren basiert auf den Reaktionsmechanismus. Eine Kategorie ist Zusatz Polymerisation, wo Monomere addieren ohne die Bildung von ein Nebenprodukt. Zum Beispiel wenn eine Vinylchlorid-Monomer ein freies radikal bildet, greift er an anderen Monomeren Molekülen sukzessive Verbreitung eines langkettigen Moleküls, bekannt als Polyvinylchlorid oder PVC.

In den anderen Mechanismus Kondensation Polymerisation, Moleküle mit ergänzende funktionelle Endeinheiten reagieren, Freigabe ein Nebenprodukt in Form von Wasser oder ein kleines Molekül. Die Edukte können Monomere oder höherem Molekulargewicht Zwischenprodukte.

Eine wichtige Polymer hergestellt aus diesem Prozess ist ein Polyamid, besser bekannt als Nylon. In dieser Synthese eine dicarboxylic Säure Chlorid mit einem Diamin, eine Polyamid bilden kondensiert und Chlorwasserstoff löst. Im weiteren Verlauf die Reaktion verbraucht Monomer zu bilden Dimere und Trimere, die reagieren auf größere Oligomere bilden. Oligomere werden dann in Form hohem Molekulargewicht Polymere kondensieren.

Nun, da die Grundlagen der Polymerisation besprochen haben, werfen wir einen Blick auf die Schritt-Wachstum Kondensationsreaktion aus Polyamid mit Oberfläche Polymerisation; ein Prozess, wo die Polymerisation an der Schnittstelle von eine heterogene Mischung, bestehend aus einer wässrigen und einer organischen Phase auftritt.

Zuerst bereiten Sie die Reaktionslösungen für die Polymerisation. Mischen Sie in einem Becherglas 3 mL Sebacoyl Chlorid 100 mL Hexan. Fügen Sie in einem separaten Becherglas 4,4 g 1,6-Diaminohexane 50 mL destilliertem Wasser hinzu.

Etwa 5 Tropfen Phenolphthalein-Lösung der wässrigen Diaminohexane-Projektmappe hinzufügen.

Als nächstes überlagern Sie sorgfältig die Sebacoyl-Chlorid-Lösung auf die wässrige Lösung, die die Diaminohexane enthalten. Eine dünne Schicht bilden sich an der Schnittstelle der beiden Phasen. Die Sichtbarkeit der Ebene wird durch das Phenolphthalein verbessert.

Zu guter Letzt muss das Polymer abgeholt werden. Mit der Pinzette, ziehen Sie die gebildeten Polyamidfilm und wickeln Sie es um einen Glasstab. Wind das Polyamid auf der Glasstab.

Waschen Sie das Polymer mit Aceton, gefolgt von reichlich Wasser. Sobald dies abgeschlossen ist, trocknen Sie bei 50 ° C unter vermindertem Druck.

Ein hohler, langer Strang aus Polyamid ergibt sich aus diesem Prozess.

Polymerisation ist in vielen wissenschaftlichen und technischen Anwendungen verwendet. Hier decken wir einige dieser Anwendungen.

Foto-Polymerisation nutzt Licht, um die Reaktion zu initiieren. Mit Hilfe von Masken, können dreidimensionale Polymer Strukturen in einer Schicht für Schicht-Mode hergestellt werden. Dieses System, das eine handelsübliche Beamer und lichtempfindliche Harze verwendet werden, kann 3D-Objekte mit unter 100 µm Auflösung, grundlegende Studien in der Mechanik und Materialwissenschaft und aufstrebenden Bereichen abstimmbaren Metamaterialien produzieren.

Trotz der Fortschritte bei der Synthese von Nanopartikeln bleibt die bestellte Versammlung von Nanopartikeln eine Herausforderung. In dieser Anwendung sind Metall-Nanopartikeln in Styropor-Block-Poly(acrylic acid) beschichtet in Chain-Strukturen polymerisiert. Die Polymer-Synthese-Techniken ermöglichen die Kontrolle über die Länge und Breite der Nanopartikel Ketten.

Biokompatible Polymere sind ein unverzichtbares Werkzeug in den biologischen Wissenschaften geworden. Beispielsweise ermöglicht Dichte Gradienten vielschichtigen Polymerisation für die Erstellung von biokompatiblen geschichteten Matrizen, die unterschiedliche chemische und mechanische Eigenschaften aufweisen. Diese Technik ermöglicht biomedizinische und Grundlagenforschung in zelluläre Reaktion in 2-D und 3-d-Umgebungen.

Sie habe nur Jupiters Video-on-Polymerisation beobachtet. Dieses Video behandelt grundlegende Konzepte der Polymerisation, ein Verfahren zur Synthese von Polyamid und Verwendungen der Polymerisation im Labor. Danke fürs Zuschauen!

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