Chimie organică
Polimeri
Polimerizare prin adiție și condensare — polietilena, PVC, nailon, cauciuc, polistiren.
Terminologie
Monomer: molecula mică (de obicei cu legătură dublă sau bifuncțională) care se repetă.
Polimer: macromoleculă formată din mii de monomeri legați covalent.
Grad de polimerizare (n): numărul de unități monomerice.
Masa molară: M_polimer = n × M_monomer
Tipuri de polimerizare
1. Polimerizare prin adiție
Monomeri cu legătură dublă C=C se adaugă succesiv fără eliminare de subproduse.
$$n \cdot CH_2=CH_2 \rightarrow [-CH_2-CH_2-]_n$$
Catalizator: radical, acid, bază sau coordinativ (Ziegler-Natta).
2. Polimerizare prin condensare (policondensare)
Monomeri bifuncționali reacționează cu eliminare de molecule mici (H₂O, HCl).
$$n \cdot H_2N-R-COOH \rightarrow [-NH-R-CO-]_n + nH_2O$$
Polimeri prin adiție
| Monomer | Polimer | Simbol | Utilizare |
|---|---|---|---|
| etenă CH₂=CH₂ | polietilenă | PE | pungi, recipiente, izolații |
| propenă CH₂=CHCH₃ | polipropilenă | PP | ambalaje, fibre, auto |
| cloroetena CH₂=CHCl | policlorură de vinil | PVC | conducte, pardoseli, tâmplărie |
| stiren CH₂=CH–C₆H₅ | polistiren | PS | ambalaje, spumă (polistiren expandat) |
| tetrafluoroetena CF₂=CF₂ | politetrafluoroetena | PTFE (Teflon) | tigăi antiaderente, etanșări |
| metacrilat de metil | polimetacrilat de metil | PMMA (Plexiglas) | geamuri, lentile |
Polimeri prin condensare
Poliamide
Legătura amidică: –CO–NH–
Nailon-6,6 (poliamida 6,6):
- Monomeri: hexametilen-diamina H₂N(CH₂)₆NH₂ + acid adipic HOOC(CH₂)₄COOH
- Produs: [–NH(CH₂)₆NH–CO(CH₂)₄CO–]ₙ + nH₂O
- Utilizare: fibre textile, ciorapi, parașute, angrenaje
Nailon-6 (Perlon):
- Monomer: caprolactamă (ciclic) → polimer liniar
- [–NH(CH₂)₅CO–]ₙ
Poliestere
Legătura esterică: –COO–
PET (polietilen tereftalat):
- Monomeri: acid tereftalic + etilenglicol
- HOOC–C₆H₄–COOH + HO–CH₂CH₂–OH → [–CO–C₆H₄–CO–O–CH₂CH₂–O–]ₙ + H₂O
- Utilizare: sticle plastic, fibre (poliester), pelicule
Rășini fenol-formaldehidice (Bachelita)
- Monomeri: fenol + formaldehidă
- Policondensare → rețea 3D (termoreactivă)
- Prima masă plastică sintetică (1907); prize, mânere, circuit imprimat
Cauciuc natural și sintetic
Cauciuc natural (polizopren cis): din seva arborelui Hevea brasiliensis; polimer al izoprenului (2-metil-1,3-butadienă).
Vulcanizarea (cu S): formarea de punți –S–S– între lanțuri → elasticitate, rezistență.
Cauciuc sintetic:
- Neopren (polibutadienă): rezistent la uleiuri
- Cauciuc butil: impermeabil la gaze (camere de aer)
- SBR (stiren-butadienă): anvelope auto
Proprietăți generale
| Proprietate | Polimeri |
|---|---|
| Masă moleculară | Foarte mare (10⁴–10⁶ g/mol) |
| Punct de topire | Nu au un punct fix — interval |
| Termoplastici | Se topesc la cald (PE, PP, PVC) — se pot reprelucra |
| Termoreactivi | Formează rețele 3D ireversibile la cald (bachelita, epoxidice) |
| Elastomeri | Elastic la T camerei (cauciuc) |
La examen
- Polimerizare prin adiție: monomer cu C=C; fără subprodus
- Policondensare: monomeri bifuncționali; se elimină H₂O sau HCl
- PVC din cloroetena; PE din etenă; PP din propenă
- Nailon = poliamida (legătură –CO–NH–); PET = poliestera (legătură –COO–)
- Masa unui polimer: M = n × M_monomer (n = grad de polimerizare)
- Cauciuc natural = polizopren cis; vulcanizarea cu S → rețea de sulf