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Organic Chemistry II

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Polimerización

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Polímeros sintéticos no sólo son ubicuos en la vida cotidiana, pero tienen numerosas aplicaciones en las ciencias básicas y aplicadas.

La polimerización es un proceso utilizado para crear compuestos macromoleculares conocidos como polímeros.

Estas macromoléculas están compuestas de un gran número de unidades conocidas como monómeros. Materiales de estas grandes moléculas tienen propiedades químicas, mecánicas y térmicas.

Este video se ilustran principios de polimerización, la síntesis de poliamida 6,10 y cubrir algunas aplicaciones de la polimerización.

Hay varias formas de clasificar la polimerización. Una manera común es por sus características de crecimiento, polimerización de la cadena de crecimiento o crecimiento de paso. En crecimiento de cadena, monómeros se agregan al final de una cadena siempre alargamiento de moléculas. Esto continúa hasta que el monómero se agota o se inhibe el crecimiento.

En la polimerización de crecimiento de paso, monómeros funcionales bi o multi-funcionales inicialmente reaccionan para formar dímeros y trimers. Como producto de la reacción de estos compuestos se combinan para formar oligómeros más grandes. La reacción continúa hasta que se forman moléculas largas.

Otra forma de clasificar la polimerización se basa en el mecanismo de reacción. Una categoría es la polimerización de adición, donde monómeros sume sin la formación de un subproducto. Por ejemplo, cuando un cloruro de vinilo monómero forma un radical libre, ataca otras moléculas de monómero propagando sucesivamente una molécula de cadena larga, conocida como cloruro de polivinilo o PVC.

En el otro mecanismo, polimerización de condensación, moléculas con unidades complementarias finales funcionales reaccionan, liberando un subproducto en forma de agua o una molécula pequeña. Los reactivos pueden ser monómeros, o productos intermedios de alto peso molecular.

Un polímero importante de este proceso es una poliamida conocida como nylon. En esta síntesis, un cloruro de ácido dicarboxílico se condensa con una diamina para formar una poliamida y libera cloruro de hidrógeno. La reacción procede, monómero se consume para formar dímeros y trimers, que reaccionan para formar oligómeros más grandes. Oligómeros entonces condensará para formar polímeros de peso molecular grande.

Ahora que se han cubierto los fundamentos de la polimerización, echemos un vistazo a la reacción de la condensación de paso-crecimiento de poliamida que mediante polimerización superficial; un proceso donde se produce la polimerización en la interfase de una mezcla heterogénea, compuesta por una acuosa y una fase orgánica.

En primer lugar, preparar las soluciones de reacción para la polimerización. En un vaso de precipitados, mezclar 3 mL de cloruro de sebacoyl a 100 mL de hexano. En un recipiente aparte, añadir 4,4 g de 1, 6-Diaminohexano a 50 mL de agua destilada.

Añadir aproximadamente 5 gotas de una solución de fenolftaleína a la solución acuosa Diaminohexano.

A continuación, cuidadosamente recubiertos para la solución de cloruro de sebacoyl en la solución acuosa que contiene el Diaminohexano. Se formará una capa delgada en el interfaz de las dos fases. La visibilidad de la capa se ve reforzada por la fenolftaleína.

Por último, el polímero debe recogerse. Usando un par de pinzas, tire de la película de poliamida formada y Envuélvala alrededor de una varilla de vidrio. Viento la poliamida en la varilla de vidrio.

Luego lave el polímero con acetona, después con abundante agua. Una vez completo, secado a 50 ° C a presión reducida.

Un hueco, largo filamento de poliamida se obtiene de este proceso.

Polimerización se utiliza en muchas aplicaciones científicas y de ingeniería. Aquí, cubrimos algunas de estas aplicaciones.

Foto polimerización utiliza la luz para iniciar la reacción. Uso de máscaras, estructuras tridimensionales de polímeros pueden ser fabricadas en forma de capa por capa. Este sistema, que utiliza un proyector estándar digital y resinas fotosensibles, puede producir objetos 3D con resolución sub-100 μm, permitiendo estudios fundamentales en mecánica y Ciencias de los materiales y emergentes como metamateriales regulables.

A pesar de los avances en la síntesis de nanopartículas, el conjunto ordenado de nanopartículas sigue siendo un desafío. En esta aplicación, las nanopartículas de metal recubiertas de poliestireno-bloque-poly(acrylic acid) se polimerizan en estructuras de cadena. Las técnicas de síntesis de polímeros permiten el control de la longitud y la anchura de las cadenas de nanopartículas.

Polímeros biocompatibles se han convertido en una herramienta indispensable en las ciencias biológicas. Por ejemplo, polimerización de varias capas gradiente de densidad permite la creación de matrices biocompatibles capas que tienen diferentes propiedades químicas y mecánicas. Esta técnica permite la investigación básica y biomédica en la respuesta celular en entornos complejos 2D y 3D.

Sólo ha visto video de Zeus en la polimerización. Este video cubre los conceptos básicos de polimerización, un procedimiento de síntesis de poliamida y usos de la polimerización en el laboratorio. ¡Gracias por ver!

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