Polymeereigenschappen Database

principes van condensatiepolymerisatie

een condensatiepolymerisatie is een vorm van stapgroeipolymerisatie waarbij monomeren en/of oligomeren met elkaar reageren om grotere structurele eenheden te vormen en kleinere moleculen vrij te geven als bijproduct zoals water of methanol. Een bekend voorbeeld van een condensatiereactie is de verestering van carbonzuren met alcoholen. Als beide delen difunctioneel zijn, is het condensatieproduct een lineair polymeer, en als ten minste één van de delen tri – of tetra-functioneel is, is het resulterende polymeer een Vernet polymeer (d.w.z. een driedimensionaal netwerk). Het toevoegen van monomeren met slechts één reactieve groep zal een groeiende keten beëindigen, en bijgevolg het (gemiddelde) molecuulgewicht verlagen. Het gemiddelde molecuulgewicht en de crosslinkdichtheid hangen dus af van de functionaliteit van elk monomeer dat betrokken is bij de condensatiepolymerisatie en van de concentratie ervan in het mengsel.

een klassieke stapgroeicondensatie is de reactie tussen een dibasisch zuur en een glycol, hieronder weergegeven:

HOOC–(CH2)n–COOH + HO–(CH2)m–OH →
HOOC–(CH2)n–COO–(CH2)m–OH + H2O

het resulterende polymeer wordt polyester genoemd. Het water wordt continu verwijderd uit het reactiesysteem omdat het reactief is met esterverbanden om de reactie om te keren.
een van de meest voorkomende thermoplastische polyesters is poly(ethyleentereftalaat), vaak afgekort PET of PETE:

andere belangrijke condensatiereacties zijn Ester interchange1, etherificatie, en amidisatie. Lineaire polyamiden kunnen bijvoorbeeld worden geproduceerd door diamiden te laten reageren met dicarbonzuren:

HOOC–(CH2)4–COOH + H2N–(CH2)6-NH2 →

in dit voorbeeld is het product poly (hexamethyleen adipamide), ook bekend als Nylon 6-6, een van de meest voorkomende thermoplastische polyamiden. De chemische structuur wordt hieronder getoond

zowel Nylon als Piet hebben geen katalysator nodig omdat de zure monomeren de reactie katalyseren. Echter, sterke zuren zoals zwavelzuur verder versnellen de reactie. In plaats van diaciden kunnen ook diacylchloriden worden gebruikt. Zij hebben het voordeel dat er gewoonlijk geen omkeringsreactie is, omdat het bijproduct HCl niet reactief is withesterverbanden.

opmerkingen:

1. een esteruitwisselingsreactie is een reactie tussen een ester en een andere verbinding zoals een alcohol, een zuur of een andere Ester (omestering), om een ester van verschillende samenstelling te vormen.2

2. omestering van methylesters met glycolen in plaats van directe verestering van dizuren met dialcoholen wordt soms aanbevolen vanwege de eenvoudige zuivering van diesters door destillatie.