Βασική διαφορά – Ανιονικός έναντι κατιονικού πολυμερισμού
Ο ανιονικός πολυμερισμός και ο κατιονικός πολυμερισμός είναι δύο τύποι αλυσιδωτών αντιδράσεων πολυμερισμού ανάπτυξης που χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση διαφόρων τύπων πολυμερών. Και οι δύο αυτές αντιδράσεις έχουν τον ίδιο μηχανισμό αντίδρασης, αλλά ο εκκινητής της αντίδρασης είναι διαφορετικός. Οι αντιδράσεις ανιονικού πολυμερισμού ξεκινούν από ένα ενεργό ανιονικό είδος, ενώ οι αντιδράσεις κατιονικού πολυμερισμού ξεκινούν από ένα ενεργό κατιονικό είδος. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ ανιονικού και κατιονικού πολυμερισμού. Και οι δύο αυτές αντιδράσεις πολυμερισμού είναι ευαίσθητες στον χρησιμοποιούμενο διαλύτη.
Τι είναι ο ανιονικός πολυμερισμός;
Ο ανιονικός πολυμερισμός είναι μια αλυσιδωτή αντίδραση ανάπτυξης που ξεκινά από ένα ανιόν. Αρκετοί διαφορετικοί τύποι εκκινητών χρησιμοποιούνται στον ανιονικό πολυμερισμό. Αυτή η σειρά αντιδράσεων λαμβάνει χώρα σε τρία στάδια: έναρξη, διάδοση αλυσίδας και τερματισμός αλυσίδας. Αυτές οι αντιδράσεις πολυμερισμού ξεκινούν με πυρηνόφιλη προσθήκη στον διπλό δεσμό του μονομερούς. Επομένως, ο εκκινητής που χρησιμοποιείται στην αντίδραση θα πρέπει να είναι πυρηνόφιλος.
Έναρξη μέσω ισχυρού ανιόντος
Τι είναι ο κατιονικός πολυμερισμός;
Ο κατιονικός πολυμερισμός μπορεί να θεωρηθεί ως μια άλλη κατηγορία αλυσιδωτών αντιδράσεων πολυμερισμού ανάπτυξης. Ένα κατιόν ξεκινά αυτή την αντίδραση μεταφέροντας το φορτίο του σε ένα μονομερές, το οποίο στη συνέχεια οδηγεί στην παραγωγή ενός πιο αντιδραστικού είδους. Στη συνέχεια, το δραστικό μονομερές αντιδρά παρόμοια με άλλα μονομερή για να σχηματίσει ένα πολυμερές. Υπάρχει μόνο ένας περιορισμένος αριθμός μονομερών που μπορούν να διευκολύνουν την αλυσιδωτή αντίδραση κατιονικού πολυμερισμού. Οι ολεφίνες που περιέχουν υποκαταστάτες και ετερόκυκλους δότες ηλεκτρονίων είναι κατάλληλες για αυτούς τους τύπους αντιδράσεων.
Έναρξη με πρωτικά οξέα
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ανιονικού και κατιονικού πολυμερισμού;
Παραδείγματα εκκινητών και μονομερών:
Μονομερή:
Ανιονικός πολυμερισμός: Ο ανιονικός πολυμερισμός λαμβάνει χώρα με μονομερή που έχουν ομάδες έλξης ηλεκτρονίων όπως το νιτρίλιο, το καρβοξυλ, το φαινύλιο και το βινύλιο.
Κατιονικός πολυμερισμός: Αλκένια που έχουν αλκοξυ, φαινυλ, βινυλ και 1, 1-διαλκυλ υποκαταστάτες είναι μερικά παραδείγματα μονομερών που χρησιμοποιούνται στον κατιονικό πολυμερισμό.
Initiators:
Ανιονικός πολυμερισμός: Πυρηνόφιλα όπως υδροξείδιο, αλκοξείδιο, κυάνιο ή καρβανιόν μπορούν να δράσουν ως εκκινητές στον ανιοντικό πολυμερισμό. Το carbanion μπορεί να προέρχεται από οργανομεταλλικά είδη όπως το αλκυλολίθιο ή το αντιδραστήριο Grignard.
Κατιονικός πολυμερισμός: Ηλεκτρόφιλοι παράγοντες όπως αλογονοϋδρικά οξέα (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) είναι μια ομάδα εκκινητών που χρησιμοποιούνται στις αντιδράσεις κατιονικού πολυμερισμού. Επιπλέον, τα οξέα lewis (δέκτες ηλεκτρονίων) και οι ενώσεις που είναι ικανές να παράγουν ιόντα άνθρακα μπορούν επίσης να ξεκινήσουν τον πολυμερισμό. Παραδείγματα οξέων Lewis είναι AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 και Ι2 Ωστόσο, τα οξέα lewis απαιτούν έναν συνεκκινητή όπως το H 2O ή μια οργανική ένωση αλογόνου.
Μηχανισμός:
Ανιονικός πολυμερισμός: Ο ανιονικός πολυμερισμός απαιτεί έναν εκκινητή για την έναρξη της αντίδρασης και ένα μονομερές για να σχηματίσει το πολυμερές. Σε αυτή την περίπτωση, ένα αντιδραστικό ανιονικό είδος ξεκινά την αντίδραση αντιδρώντας με ένα μονομερές. Το μονομερές που προκύπτει είναι ένα καρβανιόν, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με ένα άλλο μονομερές για να σχηματίσει ένα νέο καρβανιόν. Η αντίδραση προχωρά με την προσθήκη ενός μονομερούς στην αναπτυσσόμενη αλυσίδα με τον ίδιο τρόπο, και αυτό παράγει την αλυσίδα του πολυμερούς. Αυτό ονομάζεται "διάδοση αλυσίδας".
Κατιονικός πολυμερισμός: Ένα αντιδραστικό κατιονικό είδος ξεκινά την αντίδραση δεσμεύοντας και μεταφέροντας το φορτίο του σε ένα μονομερές. Το προκύπτον αντιδραστικό μονομερές στη συνέχεια αντιδρά με ένα άλλο μονομερές για να σχηματίσει ένα πολυμερές με τον ίδιο τρόπο όπως στον ανιοντικό πολυμερισμό.
Ρυθμός αντίδρασης:
Ανιονικός πολυμερισμός: Ο ρυθμός των αντιδράσεων ανιονικού πολυμερισμού είναι σχετικά μικρότερος από τις αντιδράσεις κατιονικού πολυμερισμού επειδή το αρνητικό φορτίο στον ανιονικό εκκινητή μπορεί να σταθεροποιηθεί από αρκετούς άλλους παράγοντες. Όταν αυτά τα ιόντα είναι σταθερά, θα γίνουν λιγότερο αντιδραστικά.
Κατιονικός πολυμερισμός: Ο ρυθμός των αντιδράσεων κατιονικού πολυμερισμού είναι σχετικά ταχύτερος από τις αντιδράσεις ανιονικού πολυμερισμού επειδή ο κατιονικός εκκινητής είναι πολύ δραστικός, δύσκολος στον έλεγχο και τη σταθεροποίηση.
Εφαρμογές:
Ανιονικός πολυμερισμός: Ο ανιονικός πολυμερισμός χρησιμοποιείται για την κατασκευή ορισμένων σημαντικών υλικών όπως συνθετικά ελαστικά από πολυδιένιο, ελαστικά διαλύματος στυρολίου/βουταδιενίου (SBR) και στυρενικά θερμοπλαστικά ελαστομερή.
Κατιονικός πολυμερισμός: Ο κατιονικός πολυμερισμός χρησιμοποιείται στην παραγωγή πολυισοβουτυλενίου (που χρησιμοποιείται σε εσωτερικούς σωλήνες) και πολυ (Ν-βινυλοκαρβαζόλη) (PVK).
