Crosslinks en ketenlengte bij polymerisatie
Bij polymerisatie maak je van kleine monomeren lange ketens. Het reactiemechanisme en het aantal reactieve groepen bepalen hoe lang de ketens worden en of er een netwerk ontstaat.
Bij polymerisatie reageren monomeren tot lange ketens. Het aantal monomeereenheden per molecuul noem je de polymerisatiegraad. De gemiddelde ketenlengte is het gemiddelde van al die ketens in een polymeer.
Bij ketenpolymerisatie groeit een keten door steeds een nieuw monomeer aan het uiteinde vast te maken. De groei stopt pas wanneer twee actieve uiteinden met elkaar reageren. Het mechanisme bepaalt dus hoe lang de ketens worden. Zijn er meer startdeeltjes, dan ontstaan er meer ketens. Het monomeer verdeelt zich dan over meer ketens, en die worden korter.
Crosslinks ontstaan wanneer een monomeer twee of meer reactieve groepen heeft. Zo'n monomeer kan twee verschillende ketens aan elkaar koppelen. Zo ontstaat een netwerk. Hoe meer crosslinks er zijn, hoe dichter het netwerk wordt. Een dicht netwerk is hard en niet opnieuw smeltbaar, zoals bij een thermohardend polymeer. Weinig crosslinks geeft een open netwerk met grote ruimtes ertussen.
Monomeren met één dubbele binding geven losse ketens zonder crosslinks. Die ketens kun je smelten en opnieuw vormen. Dat is een thermoplast.
- Monomeer met één dubbele binding geeft losse ketens.
- Monomeer met twee of meer reactieve groepen geeft crosslinks.
- Meer startdeeltjes geeft kortere ketens.
Onthoud
Een polymerisatiegraad is het aantal monomeereenheden per molecuul.
Crosslinks ontstaan door monomeren met twee of meer reactieve groepen.
Meer crosslinks geven een dichter netwerk met kleinere ruimtes.
Bij ketenpolymerisatie bepalen de startdeeltjes mede de gemiddelde ketenlengte.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Welk percentage BIS is het beste voor een goede scheiding van lange DNA-fragmenten? Het BIS vormt crosslinks in het netwerkpolymeer.
- 1
Lange fragmenten moeten door de ruimtes tussen de ketens van het netwerk bewegen.
Veelgemaakte fouten
Veel leerlingen zien een crosslink als gewone keten. Een crosslink is juist een verbinding tussen twee ketens.
Veel leerlingen denken dat meer monomeer altijd langere ketens geeft. Let ook op het aantal startdeeltjes, want die bepalen hoeveel ketens er ontstaan.
Snel checken
Een monomeer heeft drie reactieve dubbele bindingen per molecuul. Wat is het gevolg voor het polymeer?
Bij een ketenpolymerisatie voeg je meer startmiddel toe, terwijl de hoeveelheid monomeer gelijk blijft. Wat gebeurt er met de gemiddelde ketenlengte?