Fő különbség – anionos vs kationos polimerizáció
Az anionos polimerizáció és a kationos polimerizáció a láncnövekedési polimerizációs reakciók két típusa, amelyeket különféle típusú polimerek szintetizálására használnak. Mindkét reakciónak ugyanaz a reakciómechanizmusa, de a reakció iniciátora eltérő. Az anionos polimerizációs reakciókat egy aktív anionos vegyület, míg a kationos polimerizációs reakciót egy aktív kationos vegyület indítja el. Ez a legfontosabb különbség az anionos és a kationos polimerizáció között. Mindkét polimerizációs reakció érzékeny az alkalmazott oldószerre.
Mi az anionos polimerizáció?
Az anionos polimerizáció egy láncnövekedési reakció, amely egy anionból indul ki. Az anionos polimerizációban többféle iniciátort használnak. Ez a reakciósorozat három lépésben játszódik le: iniciáció, láncterjedés és lánclezárás. Ezeket a polimerizációs reakciókat a monomer kettős kötéséhez való nukleofil addíció indítja be. Ezért a reakcióban használt iniciátornak nukleofilnek kell lennie.
Beavatás erős anionon keresztül
Mi az a kationos polimerizáció?
A kationos polimerizáció a láncnövekedési polimerizációs reakciók másik kategóriájának tekinthető. Ezt a reakciót egy kation úgy indítja el, hogy töltését egy monomerre viszi át, ami ezután reaktívabb vegyületet eredményez. Ezután a reaktív monomer hasonló módon reagál más monomerekkel, és polimert képez. Csak korlátozott számú monomer létezik, amely elősegítheti a kationos polimerizációs láncreakciót. Az elektrondonor szubsztituenseket és heterociklusokat tartalmazó olefinek megfelelőek az ilyen típusú reakciókhoz.
Protikus savak általi iniciálás
Mi a különbség az anionos és kationos polimerizáció között?
Példák iniciátorokra és monomerekre:
Monomerek:
Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizáció elektronszívó csoportokat tartalmazó monomerekkel, például nitril-, karboxil-, fenil- és vinilcsoporttal megy végbe.
Kationos polimerizáció: Az alkoxi-, fenil-, vinil- és 1,1-dialkil-szubsztituenseket tartalmazó alkének néhány példa a kationos polimerizációban használt monomerekre.
Indítók:
Anionos polimerizáció: Nukleofilek, például hidroxid, alkoxid, cianid vagy karbanion, iniciátorként működhetnek az anionos polimerizációban. A karbanion származhat fémorganikus anyagokból, például alkil-lítiumból vagy Grignard-reagensből.
Kationos polimerizáció: Elektrofil szerek, például halogénsavak (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) a kationos polimerizációs reakciókban használt iniciátorok egyik csoportja. Emellett a lewis-savak (elektronakceptorok) és a karbóniumionok előállítására képes vegyületek is megindíthatják a polimerizációt. Lewis-savak példái: AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 és I2 A Lewis-savak azonban olyan társiniciátort igényelnek, mint a H 2O vagy szerves halogénvegyület.
Mechanizmus:
Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizációhoz iniciátorra van szükség a reakció elindításához, és monomerre a polimer kialakításához. Ebben az esetben egy reaktív anionos vegyület indítja be a reakciót egy monomerrel reagálva. A kapott monomer egy karbanion, amely egy másik monomerrel reagálva új karbaniont képez. A reakció ugyanúgy megy végbe, hogy monomert adunk a növekvő lánchoz, és ez létrehozza a polimer láncot. Ezt hívják „láncterjedésnek”.
Kationos polimerizáció: A reakcióképes kationos fajok úgy indítják el a reakciót, hogy megkötik és töltésüket egy monomerhez adják. A kapott reaktív monomer ezután egy másik monomerrel reagál, és ugyanúgy polimert képez, mint az anionos polimerizációnál.
Reakciósebesség:
Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizációs reakciók sebessége viszonylag lassabb, mint a kationos polimerizációs reakcióké, mivel az anionos iniciátor negatív töltése számos más tényezővel stabilizálható. Ha ezek az ionok stabilak, kevésbé reaktívak lesznek.
Kationos polimerizáció: A kationos polimerizációs reakciók sebessége viszonylag gyorsabb, mint az anionos polimerizációs reakcióké, mivel a kationos iniciátor nagyon reaktív, nehezen szabályozható és stabilizálható.
Alkalmazások:
Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizációt néhány fontos anyag, például szintetikus polidién gumi, sztirol/butadién gumi (SBR) és sztirol, hőre lágyuló elasztomerek előállítására használják.
Kationos polimerizáció: A kationos polimerizációt poliizobutilén (belső csövekben használt) és poli (N-vinil-karbazol) (PVK) előállítására használják.
