Phản ứng trùng hợp | Khái niệm hoá học

Polime là những hợp chất mà phân tử gồm hàng ngàn hàng vạn mắt xích lặp lại. Mỗi mắt xích đó được hình thành từ các phân tử nhỏ gọi là monome. Số lượng mắt xích lặp lại gọi là hệ số trùng hợp.

1. Phản ứng trùng hợp

Phản ứng cộng liên tiếp nhiều phân tử monome tạo thành phân tử polime gọi là phản ứng polime hóa phản ứng trùng hợp. Đối với anken, khi dùng xúc tác khơi mào là các hợp chất sinh gốc tự do, phản ứng polime hóa xảy ra theo cơ chế cộng gốc nên được gọi là trùng hợp gốc. Khi dùng chất khơi mào tạo ion, phản ứng xảy ra theo cơ chế kiểu ion. Khi dùng xúc tác là phức chất, sự polime hóa xảy ra nhờ tạo liên kết phối trí với ion kim loại, vì thế được gọi là trùng hợp phối trí

2. Phân loại

a. Trùng hợp gốc

Polime của các anken và dẫn xuất của chúng phần lớn được sản xuất trong công nghiệp nhờ phản ứng trùng hợp gốc. Thí dụ

Ở phản ứng trùng hợp gốc, các monome cộng với nhau theo kiểu "đầu - đuôi". Sở dĩ như vậy là vì phản ứng cộng gốc xảy ra theo hướng tạo ra gốc tự do trung gian bền hơn

Vì thế polime tạo thành có cấu tạo đầu đuôi đều đặn. Phản ứng trùng hợp anken và dẫn xuất có thể viết gọn như sau:

b. Trùng hợp ion

Các anken tạo được cacbocation bền, khi gặp các axit mạnh thì bị trùng hợp theo cơ chế giống như cộng electronphin gọi là trùng hợp cation. Xúc tác thường dùng là các axit Liuyt như BF₃, AlCl₃, AlBr₃... với sự tham gia của một lượng rất nhỏ nước.

Một số anken có nhóm thế hút electron như -CN, -COOR... khi gặp các base mạnh như anion amidua (NH₂-), anion ancolat RO-, thì chuyển thành cacbanion khơi mào cho sự trùng hợp anion xảy ra

c. Trùng hợp phối trí

Polime thu được nhờ trùng hợp gốc hoặc trùng hợp ion thường không có cấu trúc điều hòa lập thể. Các phân tử polime không thể sắp xếp khít khao với nhau do đó polime có tỉ khối thấp và độ bền không cao. Khi dùng xúc tác là phức chất giữa TiCl₄ với (C₂H₅)₃Al, người ta thu được các polianken có cấu trúc điều hòa lập thể. Các phân tử polime điều hòa lập thể sắp xếp khít khao với nhau làm cho lực liên kết giữa chúng được tăng cường. Chúng được gọi là polianken mật độ cao. Biểu hiện rõ ràng là chúng không còn trong suốt như polianken mật độ thấp. Đồng thời độ bền cơ lí cũng được nâng cao.