POLİMER KİMYASI -12. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

Benzer belgeler
POLİMER KİMYASI -13. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

POLİMER KİMYASI -2. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

BURADA ÖZET BİLGİ VERİLMİŞTİR. DAHA AYRINTILI BİLGİ İÇİN VERİLEN KAYNAK KİTAPLARA BAKINIZ. KAYNAKLAR

POLİMER KİMYASI -4. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

ASİTLER- BAZLAR. Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur.

T.W.Graham Solomons ORGANİK KİMYA 7. Basımdan çeviri. ALKOLLER, ETERLER, EPOKSİTLER

Simetrik (Homolitik) veya Radikalik Parçalanma: Bağ parçalanırken, bağı oluşturan iki elektrondan her biri farklı atomlar üzerinde kalır.

ATOMLAR ARASI BAĞLARIN POLARİZASYONU. Bağ Polarizasyonu: Bağ elektronlarının bir atom tarafından daha fazla çekilmesi.

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI

26/02. azota yapılan tek veya çift bir bağ ile [2] 26/06. azot içeren bir heterosiklik halka tarafından [2] 26/08.. N - Vinil - pirolidin [2]

POLİMER KİMYASI -9. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

Serbest radikallerin etkileri ve oluşum mekanizmaları

ÇÖZELTILERDE DENGE. Asitler ve Bazlar

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

Atomlar ve Moleküller

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz.

PROBLEM 1.1 a ) Örnek Çözüm b ) 9 F; 1s 2 2s 2 2p 5 (Değerlik elektronları: 2s 2 2p 5 ) c ) 16 S; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 (Değerlik elektronları: 3s

ÇÖZELTİLERDE DENGE (Asit-Baz)

Suda çözündüğünde hidrojen iyonu verebilen maddeler asit, hidroksil iyonu verebilenler baz olarak tanımlanmıştır.

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ

ALKOL ELDE EDİLME TEPKİMELERİ ALKOL KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

KİM-118 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

HİDROKARBONLAR ve ALKİNLER. Kimya Ders Notu

ASİTLER VE BAZLAR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

ORGANİK KİMYA. Prof.Dr. Özlen Güzel Akdemir. Farmasötik Kimya Anabilim Dalı

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri :

H H O. Cl H H O. Cl H

HAZIRLAYAN: Defne GÖKMENG FEF/Kimya 1.Ö

ÖĞRETİM YILI 2. DÖNEM 12. SINIF / KİMYA DERSİ / 1. YAZILI

Organik Reaksiyonlara Giriş

ASİTLER VE BAZLAR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI M.DEMİR ASİT VE BAZ KAVRAMLARI 1

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten. Kimyasal Bağlar.

Doç. Dr. Cengiz ÇETİN, BEK153 Organik Eserlerde Önleyici Koruma Ders Notu DERS 2 2. POLİMERLER

KİMYA II DERS NOTLARI

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

BURADA ÖZET BİLGİ VERİLMİŞTİR. DAHA AYRINTILI BİLGİ İÇİN VERİLEN KAYNAK KİTAPLARA BAKINIZ. KAYNAKLAR

PERİYODİK CETVEL

Alkinler (Asetilenler)

BURADA ÖZET BİLGİ VERİLMİŞTİR. DAHA AYRINTILI BİLGİ İÇİN VERİLEN KAYNAK KİTAPLARA BAKINIZ. KAYNAKLAR

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

AROMATİK BİLEŞİKLERİN NİTROLANMASI

1. ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ İyon Yükleri ve Yükseltgenme Basamakları

REAKSİYON KİNETİĞİ, REAKSİYONLARLA İLGİLİ TEMEL KAVRAMLAR VE METABOLİZMA. Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2004

5.111 Ders Özeti # (suda) + OH. (suda)

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

Organik Reaksiyonlara Giriş

POLİMER KİMYASI -14. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

Bileşikteki atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formül ile bileşiğin molekül ağırlığı hesaplanamaz.

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

ALKOLLER ve ETERLER. Kimya Ders Notu

8. Bölüm Alkenlerin Tepkimeleri

12-B. 31. I. 4p II. 5d III. 6s

SEMRA SOLAK BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ KİMYA BÖLÜMÜ ÖĞRENCİSİ

AROMATİK BİLEŞİKLER

KİMYA-IV. Alkenler (3. Konu)

Aromatik nitro bileşiklerinin sentezlerinde aşağıdaki yollardan faydalanılabilir.

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.

KĠMYASAL ÖZELLĠKLER VE KĠMYASAL BAĞ

PROBLEM 7.1 Örnek çözüm PROBLEM 7.2 Örnek çözüm PROBLEM 7.3 Örnek çözüm PROBLEM 7.4

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞĐŞĐM ÜNĐTE 3 : MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ

Halojenür Çeşitleri. Bölüm 6 Alkil Halojenürler: Nükleofilik Yer Değiştirme ve Ayrılma Tepkimeleri

Halojenür Çeşitleri. Bölüm 6 Alkil Halojenürler: Nükleofilik Yer Değiştirme ve Ayrılma Tepkimeleri. IUPAC Adlandırması (Sistematik Adlandırma)

KİMYA-IV. Yrd. Doç. Dr. Yakup Güneş

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

NÜKLEOFİLİK YERDEĞİŞTİRME REAKSİYONLARI

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.

Bolum 11&12 Eterler, Epoksitler, Sülfitler

TOPRAK ALKALİ METALLER ve BİLEŞİKLERİ

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. Genel Kimya 101. Yrd.Doç.Dr.Zeynep OBALI Ofis: z-83/2

KİMYA-IV. Alkinler (4. Konu)

ASĐTLER ve BAZLAR. Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

Oksidasyon ve Redüksiyon Reaksiyonları Oksidasyon Reaksiyonları

PROBLEM 5.1. PROBLEM 5.2 Örnek Çözüm PROBLEM 5.3. Başlama basamağı. Gelişme basamağı. Sonlanma basamağı

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Bu bilgiler ışığında yukarıdaki C atomlarının yükseltgenme basamaklarını söyleyelim:

KARBOKSİLLİ ASİTLER#2

BURADA ÖZET BİLGİ VERİLMİŞTİR. DAHA AYRINTILI BİLGİ İÇİN VERİLEN KAYNAK KİTAPLARA BAKINIZ. KAYNAKLAR

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

HİDROKARBONLAR ve ALKANLAR. Kimya Ders Notu

KİMYA-IV. Alkenler (3. Konu)

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

DENEY RAPORU. Amonyum Bakır (II) Sülfat ve Amonyum Nikel (II) Sülfat Sentezi

İnstagram:kimyaci_gln_hoca MODERN ATOM TEORİSİ-2.

PROBLEM 9.1. Örnek çözüm PROBLEM 9.2

KİMYA II DERS NOTLARI

MOLEKÜL GEOMETRİSİ ve HİBRİTLEŞME. (Kimya Ders Notu)

BURADA ÖZET BİLGİ VERİLMİŞTİR. DAHA AYRINTILI BİLGİ İÇİN VERİLEN KAYNAK KİTAPLARA BAKINIZ. KAYNAKLAR

ALKENLER. Genel formülleri: C n H 2n

1. ORGANİK REAKSİYONLARA GİRİŞ

Kimya.12 3.Ünite Konu Özeti

SINAV SÜRESİ 80 DAKİKADIR. BAŞARILAR. Terim Açıklama Örnek

5.111 Ders Özeti #12. Konular: I. Oktet kuralından sapmalar

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla

KİMYA-IV. Aromatik Hidrokarbonlar (Arenler) (5. Konu)

HİDROKARBONLAR I ÖRNEK 1

Transkript:

POLİMER KİMYASI -12 Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

İYONİK POLİMERİZASYON Başlama Tipi Monomer Radikal Katyonik Anyonik Etilen + - + 1-alkil alkenler (α-olefinler) - - + 1,1-dialkil alkenler - + - 1,3-dienler + + + Stiren, α-metil stiren + + + Halojenli alkenler + - - Vinil esterler + - - Akrilatlar, metakrilatlar + - + Akrilonitril, metakrilonitril + - + Akrilamid, metakrilamid + - + Vinil eterler - + - N-vinil karbazol + + - N-vinil pirolidon + + - Aldehitler, ketonlar - + +

İYONİK POLİMERİZASYON Radikal ve iyonik polimerizasyonun genel olarak karşılaştırılması: Her 3 tipte de başlama, ilerleme ve sonlanma adımları vardır. Radikalik polimerizasyonda başlamada: monomer serbest radikal haline gelir. Zincir taşıyıcalar da radikallerdir. İyonik polimerizasyonda; sübstitüentlere (yan grup) bağlı olarak monomer başlama adımında katyon veya anyon haline gelir. Zincir taşıyıcılar + veya yüklüdürler. veya Yüksek molekül kütleli polimer oluşumu için yaşama ömrü uzun olan iyonlar oluşmalıdır.

İYONİK POLİMERİZASYON İyonik polimerizasyonda solvatasyonla zincir taşıyıcıların satabilizasyonu gereklidir. Düşük ve orta sıcaklıklar sonlanma, transfer ve diğer zincir bozucu reaksiyonları baskılarlarlar. İyonları solvate etmek için yüksek polaritede çözücüler istenir ancak, bunlar bir çok iyonik başlatıcıyı bozarlar. Ketonlar gibi polar çözücüler ise başlatıcı ile stabil kompleks oluşturduklarından polimerizasyonu önlerler. Düşük/ılımlı polar çözücüler örneğin THF, etilendiklorür, pentan, nitrobenzen vb. kullanılır.

İYONİK POLİMERİZASYON Katyonik polimerizasyonda: ilerlemeden sorumlu aktif türler BA örneğin başlıca 4 tip olabilir. BA: Tamamen kovalent bağlı bileşik B + A - : Bağlı veya kontakt iyon çifti (çözücü ile ayrılmamış/çiftleşmiş); büyüyen aktif zincirin ucunda, zıt yüklü iyon /karşı veya gegen iyon taşır B + A - : Çözücü ile ayrılmış veya serbest iyon çifti; çözücü molekülleri tarafından kısmen ayrılmış durumdadır. B + + A - : Yüksek oranda solvate veya serbest iyonlar (çiftleşmemiş iyon) Katyonik polimerizasyonda sorumlu tür: { A - } + yüklü büyümekte olan aktif merkez, ucunda yüklü karşıt iyon bulunur. Karbonyum/karbenium/karbokatyon-karşıt iyon çifti

İYONİK POLİMERİZASYON Anyonik polimerizasyonda: Katyonik polmerizasyondaki türler ile aynı olup sadece yükleri farklıdır. BA: Tamamen kovalent bağlı bileşik B - A + : Bağlı veya kontakt iyon çifti (çözücü ile ayrılmamış/çiftleşmiş); büyüyen aktif zincirin ucunda, zıt yüklü iyon /karşı veya gegen iyon taşır B - A + : Çözücü ile ayrılmış veya serbest iyon çifti; çözücü molekülleri tarafından kısmen ayrılmış durumdadır. B - + A + : Yüksek oranda solvate veya serbest iyonlar (çiftleşmemiş iyon) Anyonik polimerizasyonda sorumlu tür: { A+} - yüklü büyümekte olan aktif merkez, ucunda + yüklü karşıt iyon bulunur. Karbanyon-karşıt iyon çifti

İYONİK POLİMERİZASYON Bir çok iyonik polimerizasyonda birbiriyle dengede iki tip büyümekte olan aktif iki tür bulunur: iyon çifti ve ayrılmış iyonlar. İyon çiftlerinin hangi türünün bulunduğu reaksiyon şartlarına bilhassa kullanılan çözücüye bağlıdır. Çözücünün polaritesi yüksekse ayrılmış iyon çifti, düşükse kontakt iyon çifti bulunur. Katyonik polimerizasyonda karşıt iyonlar genellikle ; bisülfat, perklorat ve SbCl 6- gibi hacımlı iyonlar olduğundan, düşük veya orta polariteli çözücülerde daha çok ayrılmış iyon çifti tipindedirler.

İYONİK POLİMERİZASYON Anyonik polimerizasyonda iyon çiftinin tipi, karşıt iyon Li +, Na + gibi küçük olduğundan, çözücünün özelliklerine daha çok bağlıdır. İyonik polimerizasyonda başlama ve sonlanma çok çeşitli şekillerde olabilir. Radikalik polimerizasyonun tersine iyonik polimerizasyonda sonlanma büyümekte olan benzer yükteki iki aktif zincirin bimoleküler reaksiyonu ile olmaz. İyonik polimerizasyonda büyümekte olan aktif zincirin sonlanması, karşıt iyon, çözücü veya reaksiyon ortamındaki herhangi bir tür ile reaksiyona girmesiyle olur.

Başlama: Asidik bir türün (elektrofilin) monomere etkisi ile = bağın heterolitik parçalanması sonunda karbenium iyonunun oluşması adımıdır. 1. Protonik asitlerle başlama: Eğer asitten ileri gelen karşıt iyon yüksek oranda nükleofilik ise kovalent bağlı stabil bir bileşik oluşur.

Anyonu nükleofil olmayan protonik asitler başlatıcı olarak kullanılabilirler. HCl; Cl - anyonunun çok nükleofil olmasından dolayı tercih edilmez. Ancak 1:1 oranında alken: HCl karışımı halinde kullanılabilir. HI çok reaktif monomerlerle örneğin vinil eter, N-vinil karbazol kullanılır. Kuvvetli asitler; HClO 4, H 2 SO 4, H 3 PO 4, fluoro-, kloro sülfonik asitler, metan sülfonik asit, trifluoro metan sülfonik (triflik) asitler anyonlarının daha az nükleofil olmaları/olmamaları nedeniyle tercih edilirler.

2.Lewis asitlerle başlama: Çeşitli tipteki Lewis asitleri bilhassa düşük sıcaklıklarda yüksek molekül ağırlıklı polimerler elde edilebilir. AlCl 3, BF 3, SnCl 4, SbCl 5, ZnCl 2, TiCl 4 gibi metal halojenürleri veya Bu metallerin organometalik türevleri: RAlCl 2, R 2 AlCl, R 3 Cl vb. Sıklıkla kullanılanlar ise: Al, B, Sn, Ti halojenürler. Lewis asitlerinin katyonik polimerizasyonu başlatabilmesi için: H 2 O, HCl, ROH, RCOOH gibi proton verici (protojen) bileşiklere veya RCl (t-butil klorür, trifenil metil klorür vb.), RCOOR, ROR veya anhidrit gibi karbokatyon verici (katyonojen) bileşiklere gerek vardır. Örneğin kuru izobütilen, kuru BF3 den etkilenmez, ancak ortamda eser miktarda H 2 O bulunduğunda polimerizasyon başlar.

Protojen veya katyonojen bileşiklere başlatıcı; Lewis asitler ise kobaşlatıcı denir. 1990 lı yıllara kadar terminolojideki tanım tersine idi. Başlatıcı+ kobaşlatıcı Reaksiyona girerek başlatıcı sistem olan Başlatıcı kobaşlatıcı kompleks (sinkatalist) + Monomer B + A - İlerleme ÖRNEK: BF 3 +H 2 O sistemi ile başlama Başlatıcı-kobaşlatıcı kompleks BF 3.OH 2 ; H + (BF 3 OH) - şeklinde de gösterilir.

ÖRNEK: AlCl 3 + t-bütil klorür sistemi ile başlama: Başlama adımı genel olarak: I: Kobaşlatıcı ZY: Başlatıcı M: Monomer

Bazen çok az da olsa Lewis asitleri ile kendiliğinden iyonizasyon prosesi ile başlamanın olabileceği ancak polimerizasyonun çok yavaş olabildiği görülmüştür. Bu durumda başlama iki tipte olabilir: Bimoleküler iyonizasyon: Burada Lewis asidi;başlatıcı ve kobaşlatıcıdır 2AlBr 3 AlBr 2+ (AlBr 4 ) - AlBr 2+ (AlBr 4 ) - +M AlBr 2 M + (AlBr 4 ) - Lewis asidinin monomere katılması ile: BF 3 BF 3 + M BF 2 MF BF 2 M + BF4 - Lewis asitliği metaller için peryodik sistemdeki gruplarına göre atom numarası arttıkça artar Ti > Al > B; Sn > Si; Sb > As

Aynı metal için değerlik arttıkça artar: TiCl 4 > TiCl 2 Bileşikler/ligantlar için ise:f > Cl > Br > I > RO > RCOO > R, Ar Halojenürler durumunda ise aktivasyon: BF 3 > BCl 3 > BBr 3 SbF 5 gibi çok kuvvetli Lewis asitleri ise çok hızlı ve kontrol edilemeyen bazen de stabil bileşikler oluşturduklarından çok düşük hızda polimerizasyona neden olurlar veya polimerizasyon olmaz. Yüksek satabilitedeki karbokatyonlar örneğin; tritil Ph 3 C +, sikloheptatrienil (tropiliyum) C 7 H + 7 hekzafluoroantimonat SbF 6- tuzları halinde izobütilen ve stiren gibi daha az reaktif monomerler için kullanılırlar.

Bazı açilyum iyonları (oksokarbokatyonlar) polimerizasyonu başlatabilirler Kalay tuzları BF 3 e benzer şekilde: H 2 O SnCl 4 + H 2 O SnCl 4. OH 2 (H 3 O + ) (SnCl 4 OH - )

Organotransisyon metal kompleksleri ile örneğin siklopentadieniltrimetil titanyum, triperfluorofenil boron kompleksi

3. Halojenlerle başlama: Halojenler; Klor, brom ve iyot çok aktif Lewis asitlerinin varlığında (trialkil aluminyum, dialkilaluminyum halojenür vb.) katyojen olarak rol oynarlar. Başlamadan sorumlu tür halonium iyonu X + düşük derişimde Lewis asitle halojen arasındaki reaksiyon ile dengede olacak şekilde ortamda bulunur. I 2 çok reaktif monomerlerle (stiren, vinil eter, asenaftalin, N-vinil karbazol vb.) diğerlerine göre farklı olarak başlamayı sağlayabilir. Bu durumda monomerdeki = bağa katılarak HI çıkışı ile diiyodür oluşur. HI bileşiği; I - anyonunun nükleofilitesi çok yüksek olduğundan başlatıcı değildir. Ancak, CI aktif hale geildiğinden ilerleme adımı meydana gelir. Halojenlerin başlatıcı olarak kullanıldığı durumda örneğin I 2, ZnX 2, SnX 2 gibi bileşiklerin ortama ilave edilmesi ile çalışılır.

4. Onium tuzları ile fotobaşlama: Katyonik polimerizasyon bazı fotobaşlatıcılar kullanılarak da başlatılabilir. En etkin fotobaşlatıcılar; arildiazonyum, (ArN + 2 Z - ), diariliodonyum (Ar 2 I + Z - ) ve triarilsulfonyum (Ar 3 S + Z - ) tuzlarıdır. Burada Z: nükleofilik olmayan ve fotostabil anyonlardır. Örneğin: (BF4 - ), tetrafluoroborat, heksafluoroantimonat (SbF6 - ), ve tetraperfluorofenilborat [(C6F5)4B - ] ve heksafluorofosfat (PF 6- ). Bu başlatıcılar, stabilitelerinden dolayı epoksi reçinelerinin katyonik polimerizasyon ile fotokarşıt bağlama reaksiyonu için de kullanılırlar. Diariliodonyum ArI ve triarilsulfonyum tuzları ArS ile başlama ise; bu bileşiklerin fotokatalitik olarak parçalanması ile radikal-katyon oluşumu, HY (labil hidrojen içeren çözücü veya alkol/su gibi istenerek ilave edilen veya safsızlık) bileşiği ile reaksiyona girerek başlatıcı-kobaşlatıcı sistemini oluşturur.

5. Elektrobaşlama: Elektrolitik olarak başlama; reaksiyon sisteminde bulunan bazı bileşiklerin (monomer, çözücü, elektrolit veya diğer bir bileşik) elektrolizi ile katyon oluşumu şeklinde başlama tipidir. Örneğin ClO 4- iyonları ile: HY; sistemdeki hidrojen verici bileşik Monomerin radikal-katyon olması ve bu türün dimerizasyonu ile oluşan dikarbokatyon üzerinden ilerlemenin meydana gelmesi şeklinde de olabilir.

6.Radyasyon ile iyonizasyon yoluyla başlama: Burada radyasyon etkisi ile monomerin π elektronlarının uyarılması ile radikal-katyon oluşumu ve bunun diğer türlerle reaksiyonu, Örnek: İzobütilenden, t-bütil karbokatyon ve reaktif olmayan allil tip radikal oluşumu.