Polymerisatiereacties

Polymeren zijn verbindingen met een hoog molecuulgewicht, gevormd door de aggregatie van vele kleinere moleculen, monomeren genaamd. De kunststoffen die de samenleving zo hebben veranderd en de natuurlijke en synthetische vezels die in kleding worden gebruikt, zijn polymeren. Er zijn twee basismanieren om polymeren te vormen: a) het aan elkaar koppelen van kleine moleculen, een soort additiereactie, en b) het combineren van twee moleculen (van hetzelfde of verschillend type) met eliminatie van een stabiel klein molecuul zoals water. Dit laatste type polymerisatie is een combinatie van additie- en eliminatiereacties en wordt een condensatiereactie genoemd.

Een voorbeeld van het eerste type reactie is de vereniging van duizenden ethyleenmoleculen waardoor polyethyleen ontstaat. nH2C=CH2 → n Andere additiepolymeren zijn polypropeen (gemaakt door polymerisatie van H2C=CHCH3), polystyreen (van H2C=CH C6H5), en polyvinylchloride (van H2C=CHCl).

Stijfsel en cellulose zijn voorbeelden van het tweede type polymeer. Zij behoren tot een klasse van verbindingen die koolhydraten worden genoemd, stoffen met formules die veelvouden zijn van de enkelvoudige formule CH2O. Zowel zetmeel als cellulose zijn polymeren van glucose, een suiker met de formule C6H12O6. Zowel in zetmeel als in cellulose worden glucosemoleculen samengevoegd, waarbij voor elke gevormde verbinding een watermolecuul wordt geëlimineerd. nC6H12O6 → –n + nH2O

Het synthetische materiaal nylon is een ander voorbeeld van dit type polymeer. Water en een polymeer (nylon-6,6) worden gevormd wanneer een organisch zuur en een amine (een verbinding afgeleid van ammoniak) samengaan.

De natuurlijke vezels van eiwitten zoals haar, wol en zijde zijn ook polymeren die de zich herhalende eenheid (-CHRCONH-) bevatten, waarbij R een groep atomen is die aan het hoofdpolymeer is bevestigd. Deze worden gevormd door aminozuren aan elkaar te koppelen, waarbij voor elke gevormde CONH- of peptidebinding een watermolecuul wordt geëlimineerd; zo wordt de structuur van de tripeptideketen gevormd uit drie eenheden van het aminozuur glycine (NH2CH2CO2H).