Polimerlerin Bileşimi ve Yapısı

Carothers (1929) tarafından yapılan ilk polimer sınıflandırması, polimerleri bileşenlerinin farkına göre yoğunlaşma ve katılma polimerleri olarak ayırmıştı. Yoğunlaşma polimerleri polifonksiyonel monomerlerin yaptığı yoğunlaşma reaksiyonu sonucu oluşurlar. Yoğunlaşma polimerizasyonu ile sentezlenen polimerlerin tekrar birimleri, reaksiyona giren monomer moleküllerinden daha az sayıda atom içerirler. Bu da yoğunlaşma reaksiyonu sırasında küçük moleküllerden oluşan yan ürünler (ör. H2O, HCl) oluşmasına sebep olur. Yoğunlaşma polimerizasyonuna örnek olarak poliamid sentezi verilebilir.

Karboksil türevi bir monomerle, diamin monomeri reaksiyona sokulduğunda ortaya poliamid (ör. Naylon) ve su çıkar. Bu şemada görülen R ve R’ herhangi bir alifatik ya da aromatik grubu temsil eder. Köşeli parantez içerisinde verilen kimyasal formül ise bu poliamid’in “tekrar eden birim ünitesi”dir. Görüldüğü üzere, polimerin tekrar eden birim ünitesi, reaksiyona giren monomerlerden farklı bir kimyasal yapıya (formüle) sahiptir ve ek olarak küçük bir molekül olan su ortaya çıkmıştır.
Carothers tarafından tanımlanan katılma polimerleri, monomerleri reaksiyona girdiğinde küçük bir molekül oluşturmayan polimerlerdir. Yoğunlaşma polimerlerine benzemeksizin, katılma polimerizasyonu reaksiyonunda monomeriyle aynı molekül formülüne sahip polimerler elde edilir. Katılma polimerizasyonuna giren başlıca monomerler karbon-karbon çift bağına sahiptirler. Bu tip monomerlere vinil monomer adı da verilir ve yazımızın devamında biz de karbon-karbon çift bağına sahip monomerleri vinil adıyla anacağız. Vinil monomerleri bulundurdukları karbon-karbon çift bağlarıını, doymuş karbon-karbon-karbon bağlanrına çevirerek polimer zincirini oluştururlar.

Yoğunlaşma-katılma sınıflandırmasına dikkat edilmesi gerektiğini belirtmiştik. Buna örnek olarak poliüretan verilebilir. Poliüretan, reaksiyona giren monomerlerle aynı element bileşimine sahip olduğu için katılma polimerine benzer, ancak yapısal olarak yoğunlaşma polimerlerine daha yakındır.
Poliüretan örneğinde gördüğümüz gibi, polimerlerin yanlış bir şekilde sınıflandırılmasını engellemek için, sınıflandırmayı, polimeri oluşturan molekül gruplarının kimyasal yapısına göre yapmak gerekir. Yoğunlaşma polimerlerini tanımlarken, sentezi sırasında küçük molekül açığa çıkan, ya da reaksiyona giren monomerlerden daha az atomu polimerin tekrar biriminde içeren, ya da tekrar birimleri fonksiyonel grupların birbirine bağlanmasıyla oluşan polimerler olarak belirtmiştik. Fonksiyonel gruplara örnek olarak ester, amid, üretan, sulfid ve eteri vermiştik. Bu sebeple yoğunlaşma polimerlerinin yapısı, R alifatik ya da aromatik bir grubu, Z ise -COO-, -NHCO-, -S-, -OCONH-, -O-, -OCOO-, ve -SO2- gibi fonksiyonel grupları temsil eder. Bu tanımlamanın dışına çıkan her polimeri katılma polimeri olarak isimlendirebiliriz. Ayrıca belirtmemiz gereken bir nokta da katılma polimerlerindeki fonksiyonel gruplar zincirin kendisinde değil, zincire asılı olarak bulunurlar (vinil grubundaki Y atomu gibi). Ve bu iki tanımlamayı yeniden gözden geçirdiğimizde, kesin olarak poliüretanlar yoğunlaşma polimerleridir diyebiliriz.


Kaynak: www.polimernedir.com/polimer-nedir-2/