Peamine erinevus - anioonne vs katioonne polümerisatsioon
Anioonne polümeerimine ja katioonne polümerisatsioon on kahte tüüpi ahela kasvu polümerisatsioonireaktsioonid, mida kasutatakse mitmesuguste polümeeride sünteesimiseks. Mõlemal reaktsioonil on sama reaktsioonimehhanism, kuid reaktsiooni algataja on erinev. Anioonsed polümerisatsioonireaktsioonid algatatakse aktiivse anioonse liigi poolt, katioonse polümerisatsiooni reaktsioonid aga aktiivse katioonse liigi poolt. See on peamine erinevus anioonse ja katioonse polümerisatsiooni vahel. Mõlemad polümerisatsioonireaktsioonid on kasutatava lahusti suhtes tundlikud.
Mis on anioonne polümerisatsioon?
Anioonne polümerisatsioon on ahelas kasvureaktsioon, mis algab aniooniga. Anioonses polümerisatsioonis kasutatakse mitut erinevat tüüpi initsiaatorit. See reaktsioonide jada toimub kolmes etapis: initsiatsioon, ahela levimine ja ahela lõpetamine. Need polümerisatsioonireaktsioonid algatavad monomeeri kaksiksideme lisamisega nukleofiilselt. Seetõttu peaks reaktsioonis kasutatav initsiaator olema nukleofiil.
Initsiatsioon tugeva aniooni kaudu
Mis on katioonne polümerisatsioon?
Katioonset polümerisatsiooni võib pidada ahela kasvu polümerisatsioonireaktsioonide teiseks kategooriaks. Katioon käivitab selle reaktsiooni, viies selle laengu monomeerile, mille tulemuseks on reaktiivsema liigi tootmine. Järgmisena reageerib reaktiivne monomeer polümeeri moodustamiseks teiste monomeeridega sarnaselt. Katioonse polümerisatsiooni ahelreaktsiooni hõlbustamiseks on ainult piiratud arv monomeere. Seda tüüpi reaktsioonide jaoks sobivad elektronidoonorseid asendajaid ja heterotsükleid sisaldavad olefiinid.
Initsiatsioon protoonhapete abil
Mis vahe on anioonsel ja katioonsel polümerisatsioonil?
Algatajate ja monomeeride näited:
Monomeerid:
Anioonne polümerisatsioon: Anioonne polümerisatsioon toimub monomeeridega, millel on elektrone eraldavad rühmad, näiteks nitriil, karboksüül, fenüül ja vinüül.
Katioonne polümerisatsioon: alkeen-, fenüül-, vinüül- ja 1,1-dialküülasendajad sisaldavad alkeenid on mõned näited katioonses polümerisatsioonis kasutatavatest monomeeridest.
Algatajad:
Anioonne polümerisatsioon: Nukleofiilid, nagu hüdroksiid, alkoksiid, tsüaniid või karbanioon, võivad toimida anioonse polümerisatsiooni initsiaatoritena. Karbanioon võib pärineda metallorgaanilistest liikidest, näiteks alküülliitiumist või Grignardi reagendist.
Katioonaktiivsetel Polümerisatsiooni: Electrophilic aineid nagu halohydric hapetega (HCl, HBr, H 2 SO 4, HCIO 4) on üks rühm initsiaatoreid kasutatud katioonsed polümerisatsioonireaktsioonide. Lisaks võivad polümerisatsiooni algatada ka lewise happed (elektronide aktseptorid) ja ühendid, mis on võimelised tekitama karbooniumiioone. Lewisi hapete näideteks on AlCl 3, SnCb 4, BF 3, TiCI 4, AgClO 4 ja I 2. Kuid Lewise happed nõuavad koinitsiaatori nagu H 2 O või orgaanilise halogeeni ühend.
Mehhanism:
Anioonne polümerisatsioon: Anioonne polümerisatsioon nõuab reaktsiooni alustamiseks initsiaatorit ja polümeeri moodustamiseks monomeeri. Sellisel juhul algatab reaktiivne anioonne liik reageerides monomeeriga. Saadud monomeer on karbanioon, mis seejärel reageerib teise monomeeriga, moodustades uue karbaniooni. Reaktsioon kulgeb monomeeri lisamisega kasvavale ahelale samal viisil ja see annab polümeeri ahela. Seda nimetatakse ahela levikuks.
Katioonne polümerisatsioon: Reaktiivne katioonne liik algatab reaktsiooni seondudes ja viies laengu monomeerile. Saadud reaktiivne monomeer reageerib seejärel teise monomeeriga, moodustades polümeeri samamoodi nagu anioonse polümerisatsiooni korral.
Reaktsioonikiirus:
Anioonne polümerisatsioon: Anioonse polümerisatsiooni reaktsioonide kiirus on suhteliselt aeglasem kui katioonse polümerisatsiooni reaktsioonides, kuna anioonse initsiaatori negatiivset laengut saab stabiliseerida paljude muude teguritega. Kui need ioonid on stabiilsed, muutuvad nad vähem reaktiivseks.
Katioonne polümerisatsioon: Katioonse polümerisatsiooni reaktsioonide kiirus on suhteliselt kiirem kui anioonsetel polümerisatsioonireaktsioonidel, kuna katioonne initsiaator on väga reaktiivne, seda on raske kontrollida ja stabiliseerida.
Rakendused:
Anioonne polümerisatsioon: Anioonilist polümerisatsiooni kasutatakse mõnede oluliste materjalide, näiteks sünteetiliste polüdieenkummi, stüreen / butadieenkummi (SBR) ja stüreenist termoplastsete elastomeeride tootmiseks.
Katioonne polümerisatsioon: Katioonset polümerisatsiooni kasutatakse polüisobutüleeni (kasutatakse sisekummides) ja polü (N-vinüülkarbasooli) (PVK) tootmisel.
