Một cách để làm điều này là tạo ra những chuỗi rất dài (gọi là polymer) từ các mảnh nhỏ hơn (monomer); một quá trình mà có lẽ bạn chưa bao giờ nghe nói đến nhưng chắc chắn, trong lớp hóa học của bạn, đã sử dụng thuật ngữ polymer cộng thêm và polymer ngưng tụ ization. Bài viết này sẽ thảo luận về việc condensation polymerization là gì, cách nó hoạt động và một số sản phẩm mà chúng ta sử dụng chúng - hàng ngày. Cuối cùng, nó sẽ trở nên rõ ràng hơn đối với bạn!
Condensation polymerization là một quy trình độc đáo lắp ráp các khối xây dựng phân tử nhỏ (monomer) để tạo ra các phân tử lớn trong đó các monomer riêng lẻ được kết nối bởi các liên kết được tạo ra trong quá trình hình thành nước. Nó có thể giải phóng (thả ra) các phân tử nhỏ như nước, v.v. khi các monomer này tích tụ để tạo thành một polymer. Đây là lý do tại sao chúng ta thêm từ "condensation". Ngưng tụ – thuật ngữ ngưng tụ có nghĩa là điều gì đó ít hơn được từ bỏ hoặc buông đi trong khi cấu trúc lớn hơn được thiết lập.
Các loại nút chặn silicone hóa có nhiều loại polyme hóa ngưng tụ khác nhau nhưng cơ chế mà chúng tham gia hoạt động theo cách tương tự. Để làm rõ ý tưởng này hơn, hãy nghĩ đến chỉ một loại đơn phân trong đó hai phần kết hợp trông hơi giống axit carboxylic và cồn. Polyme hóa với một loại đơn phân thứ hai như amin và clorua axit là phương pháp mà đơn phân này được trộn lẫn, lại với các nhóm steric khác. Khi hai đơn phân riêng biệt này kết hợp, chúng phản ứng hóa học. Phản ứng này dẫn đến sự hình thành của một phân tử nhỏ, chẳng hạn như nước. Minh họa này là một phương pháp cô lập mà qua đó polyme hóa ngưng tụ có thể xảy ra!
Mặc dù các biến đổi hóa học liên quan đến trùng hợp ngưng tụ có thể trông khá đáng sợ đối với những người không rành về phản ứng hữu cơ, chúng ta sẽ xem xét cách nó hoạt động thông qua một ví dụ trong số đó — polyester. Bạn có thể thường xuyên gặp polyester dưới dạng vật liệu trong quần áo và bao bì. Có hai loại monome được sử dụng để tạo ra polyester: một axit carboxylic và một cồn (alcohol). Hai monome này phản ứng với nhau để tạo thành một liên kết hóa học gọi là liên kết este.
Phản ứng xảy ra khi axit và cồn gặp nhau. Khi chúng phản ứng, chúng tạo thành một este và nước là sản phẩm phụ. Phản ứng đầu tiên chính là phản ứng este hóa. Monome thứ hai được thêm vào cấu trúc này và phản ứng tại hai vị trí trên phần tử ban đầu tham gia phản ứng. Việc thêm chúng lại dẫn đến việc giải phóng thêm phân tử nước và gián tiếp giúp quá trình trùng hợp este để tạo thành các chuỗi dài. Phiên bản mở rộng của quy trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần để hình thành một chuỗi polymer lớn.
Các polymer ngưng tụ được tạo thành từ các monomer, những đơn vị nhỏ bên trong. Trong monomer có những vùng cụ thể mang tính chất amphiphilic có khả năng tương tác với các monomer khác để tạo thành chuỗi. Việc chọn monomer phân tử có thể thay đổi đáng kể hành vi của sản phẩm polymer cuối cùng. Một phần là vì bạn có thể, ví dụ, sử dụng các loại monomer khác nhau và điều này quyết định nó trở nên mạnh mẽ ra sao hoặc linh hoạt hơn hay chịu nhiệt độ cao v.v...
So với quá trình polymer hóa cộng thêm, polymer hóa ngưng tụ đa dạng hơn về đặc tính và ứng dụng. Tuy nhiên, do một phân tử nhỏ được giải phóng trong quá trình polymer hóa ngưng tụ, điều này làm cho nó ít hữu ích hơn khi sản xuất số lượng lớn polymer vì khó kiểm soát quy trình trong môi trường công nghiệp.