Galvenā atšķirība - anjonu un katjonu polimerizācija
Anjonu polimerizācija un katjonu polimerizācija ir divu veidu ķēdes augšanas polimerizācijas reakcijas, kuras tiek izmantotas dažādu veidu polimēru sintezēšanai. Abām šīm reakcijām ir vienāds reakcijas mehānisms, bet reakcijas ierosinātājs ir atšķirīgs. Anjonu polimerizācijas reakcijas sāk aktīvas anjonu sugas, savukārt katjonu polimerizācijas reakcijas - aktīvas katjonu sugas. Šī ir galvenā atšķirība starp anjonu un katjonu polimerizāciju. Abas šīs polimerizācijas reakcijas ir jutīgas pret izmantoto šķīdinātāju.
Kas ir anjonu polimerizācija?
Anjonu polimerizācija ir ķēdes augšanas reakcija, kas sākas ar anjonu. Anjonu polimerizācijā izmanto vairākus dažādu veidu ierosinātājus. Šī reakciju sērija notiek trīs posmos: iniciācija, ķēdes izplatīšanās un ķēdes pārtraukšana. Šīs polimerizācijas reakcijas sāk ar nukleofilu pievienošanu monomēra divkāršajai saitei. Tāpēc reakcijā izmantotajam iniciatoram jābūt nukleofilam.
Uzsākšana, izmantojot spēcīgu anjonu
Kas ir katjonu polimerizācija?
Katjonu polimerizāciju var uzskatīt par citu ķēdes augšanas polimerizācijas reakciju kategoriju. Katjons ierosina šo reakciju, pārnesot tās lādiņu uz monomēru, kā rezultātā rodas reaktīvākas sugas. Pēc tam reaktīvais monomērs reaģē līdzīgi ar citiem monomēriem, veidojot polimēru. Ir tikai ierobežots skaits monomēru, kas var atvieglot katjonu polimerizācijas ķēdes reakciju. Šāda veida reakcijām ir piemēroti olefīni, kas satur elektronus ziedojošus aizstājējus un heterociklus.
Uzsākšana ar protoskābēm
Kāda ir atšķirība starp anjonu un katjonu polimerizāciju?
Iniciatoru un mononomu piemēri:
Monomēri:
Anjonu polimerizācija: Anjonu polimerizācija notiek ar monomēriem, kuriem ir elektronu atdalošās grupas, piemēram, nitrils, karboksilgrupa, fenilgrupa un vinilgrupa.
Katjonu polimerizācija: alkēni ar alkoksigrupu, fenilgrupu, vinilgrupu un 1,1-dialkilgrupas aizstājējiem ir daži monomēru piemēri, kurus izmanto katjonu polimerizācijā.
Iniciatori:
Anjonu polimerizācija: Nukleofili, piemēram, hidroksīds, alkoksīds, cianīds vai karbanions, var darboties kā ierosinātāji anjonu polimerizācijā. Karbanions var rasties no organiskām organiskām sugām, piemēram, alkillitija vai Grignard reaģenta.
Katjonu polimerizācija: elektrofiliem aģents such as halohydric skābēm (HCl, HBr, H 2 SO 4, HClO 4) ir viens grupa no iniciatoriem izmantoto katjonu polimerizācijas reakcijas. Bez tam, Lewis skābes (elektronu akceptori) un savienojumi, kas spēj radīt karbonija jonus, var arī sākt polimerizāciju. Piemēri Luisa skābju ir ALCL 3, SnCl 4, BF 3, TiCl 4, AgClO 4, un es 2. Tomēr, Lewis acids nepieciešama koiniciatoru piemēram, H 2 O vai organisku halogēna savienojumu.
Mehānisms:
Anjonu polimerizācija: Anjonu polimerizācijai ir nepieciešams ierosinātājs reakcijas sākšanai un monomērs polimēra veidošanai. Šajā gadījumā reaktīvās anjonu sugas sāk reakciju, reaģējot ar monomēru. Iegūtais monomērs ir karbanions, kas pēc tam reaģē ar citu monomēru, veidojot jaunu karbanionu. Reakcija turpinās, pievienojot monomēru augšanas ķēdei tādā pašā veidā, un tas rada polimēra ķēdi. To sauc par “ķēdes pavairošanu”.
Katjonu polimerizācija: Reaktīvā katjonu suga sāk reakciju, saistoties un pārnesot tās lādiņu uz monomēru. Iegūtais reaktīvais monomērs pēc tam reaģē ar citu monomēru, veidojot polimēru tāpat kā anjonu polimerizācijā.
Reakcijas ātrums:
Anjonu polimerizācija: Anjonu polimerizācijas reakciju ātrums ir salīdzinoši lēnāks nekā katjonu polimerizācijas reakcijas, jo negatīvo lādiņu uz anjonu ierosinātāja var stabilizēt vairāki citi faktori. Kad šie joni būs stabili, tie kļūs mazāk reaktīvi.
Katjonu polimerizācija: Katjonu polimerizācijas reakciju ātrums ir salīdzinoši ātrāks nekā anjonu polimerizācijas reakcijas, jo katjonu ierosinātājs ir ļoti reaktīvs, grūti kontrolējams un stabilizējams.
Pielietojums:
Anjonu polimerizācija: Anjonu polimerizāciju izmanto dažu svarīgu materiālu, piemēram, sintētisko polidēna gumiju, stirola / butadiēna šķīduma gumijas (SBR) un stirola termoplastisko elastomēru, ražošanai.
Katjonu polimerizācija: Katjonu polimerizāciju izmanto poliizobutilēna (izmanto iekšējās caurulēs) un poli (N-vinilkarbazola) (PVK) ražošanā.
