3.2 De belangrijkste stapgroei polymeren
Bij stapgroeipolymeren worden lineaire ketens verkregen door stapsgewijze intermoleculaire condensatie of additie van reactieve groepen van bifunctionele monomeren. Deze reacties zijn analoog aan de simpele reacties zoals die bekend zijn van de monofunctionele eenheden. Bij de vorming van een polyester treedt er een reactie op tussen een diol en een dizuur:
HO-R-OH + HOOC-R”-COOH « HO-R-OCO-R”COOH + H2O
Als het water meteen bij de vorming wordt verwijderd wordt er geen evenwicht bereikt. In het eerste deel van de reactie worden voornamelijk dimeren gevormd die ook weer bifunctioneel zijn. Als de reactie doorgaat zullen langere ketens worden gevormd door esterificatiereacties: trimeren, tetrameren, enz. Alle reacties zijn daarbij identiek in snelheid en mechanisme totdat uiteindelijk het mengsel bestaat uit polymeerketens met een hoge molaire massa M. Echter het vormen van polymeerketens met een hoge M vindt alleen plaats onder zorgvuldig gekozen condities die in de volgende hoofdstukken zullen worden besproken.
Binnen de stapgroeipolymerisatie zelf kan men weer onderscheidt maken tussen twee monomeertypen die bij de reactie betrokken kunnen zijn: Bij de eerst groep nemen twee verschillende monomeertypen aan de reactie mee, die elk een eigen type functionele groep dragen:
n A-A + n B-B --> -(A-A-B-B)n-
Het hierboven beschreven voorbeeld van de polyesterificatiereactie met een dizuur en een diol is hier een voorbeeld van. De tweede groep bestaat juist uit monomeren die twee verschillende functionele groepen in zich herbergen. Schematisch:
n A-B --> -(-A-B-)n-
Ook via dit type monomeer kan een polyester worden gevormd, namelijk via:
n (HO-R-COOH) --> H(-ORCO-)n-OH
Een groot aantal stapgroeipolymeren hebben de volgende basisstructuur:
Waarbij R staat voor –(-CH2-)x- of voor en de verbinding staat voor een van de volgende groepen:
Deze typen verbindingen worden onder andere via de volgende polymerisatiereacties gevormd:
Bekijk op http://pslc.ws/macrog/nysyn.htm een duidelijk voorbeeld van een reactie waarbij uit een dicarboxylzuur en en diamine een polyamide (nylon 6,6) wordt gevormd.
Bronnen