Nøkkelforskjell – anionisk vs kationisk polymerisering
Anionisk polymerisasjon og kationisk polymerisasjon er to typer kjedevekstpolymerisasjonsreaksjoner som brukes til å syntetisere forskjellige typer polymerer. Begge disse reaksjonene har samme reaksjonsmekanisme, men reaksjonsinitiatoren er forskjellig. Anioniske polymerisasjonsreaksjoner initieres av en aktiv anionisk art, mens de kationiske polymerisasjonsreaksjonene initieres av en aktiv kationisk art. Dette er nøkkelforskjellen mellom anionisk og kationisk polymerisasjon. Begge disse polymerisasjonsreaksjonene er følsomme for løsningsmidlet som brukes.
Hva er anionisk polymerisering?
Anionisk polymerisasjon er en kjedevekstreaksjon som begynner med et anion. Flere forskjellige typer initiatorer brukes i anionisk polymerisasjon. Denne serien av reaksjoner finner sted i tre trinn: initiering, kjedeforplantning og kjedeterminering. Disse polymerisasjonsreaksjonene initieres ved nukleofil addisjon til dobbeltbindingen til monomeren. Derfor bør initiatoren som brukes i reaksjonen være en nukleofil.
Initiering gjennom sterk anion
Hva er kationisk polymerisasjon?
Kationisk polymerisasjon kan betraktes som en annen kategori av kjedevekstpolymerisasjonsreaksjoner. En kation initierer denne reaksjonen ved å overføre ladningen til en monomer, som deretter resulterer i å produsere en mer reaktiv art. Deretter reagerer den reaktive monomeren på samme måte med andre monomerer for å danne en polymer. Det er bare et begrenset antall monomerer som kan lette den kationiske polymerisasjonskjedereaksjonen. Olefiner som inneholder elektrondonerende substituenter og heterosykler er egnet for denne typen reaksjoner.
Initiering av protiske syrer
Hva er forskjellen mellom anionisk og kationisk polymerisasjon?
Eksempler på initiativtakere og monomerer:
monomer:
Anionisk polymerisasjon: Anionisk polymerisasjon finner sted med monomerer som har elektrontiltrekkende grupper som nitril, karboksyl, fenyl og vinyl.
Kationisk polymerisasjon: Alkener med alkoksy-, fenyl-, vinyl- og 1,1-dialkylsubstituenter er noen eksempler på monomerer som brukes i den kationiske polymerisasjonen.
Initiatorer:
Anionisk polymerisering: Nukleofiler som hydroksyd, alkoksyd, cyanid eller et karbanion kan fungere som initiatorer i anionisk polymerisering. Karbanionen kan stamme fra organometalliske arter som alkyllitium eller Grignard-reagens.
kationisk polymerisasjon: elektrofile midler som halohydric syrer (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) er en gruppe initiatorer som brukes i de kationiske polymerisasjonsreaksjonene. I tillegg kan Lewis-syrer (elektronakseptorer) og forbindelser som er i stand til å generere karboniumioner også initiere polymerisering. Eksempler på Lewis-syrer er AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 og I2 Lewis-syrer krever imidlertid en medinitiator som H 2O eller en organisk halogenforbindelse.
Mekanisme:
Anionisk polymerisasjon: Anionisk polymerisasjon krever en initiator for å starte reaksjonen og en monomer for å danne polymeren. I dette tilfellet starter en reaktiv anionisk art reaksjonen ved å reagere med en monomer. Den resulterende monomeren er et karbanion, som deretter reagerer med en annen monomer for å danne et nytt karbanion. Reaksjonen fortsetter ved å tilsette en monomer til den voksende kjeden på samme måte, og dette produserer polymerkjeden. Dette kalles «kjedeutbredelse».
Kationisk polymerisasjon: En reaktiv kationisk art initierer reaksjonen ved å binde og overføre ladningen til en monomer. Den resulterende reaktive monomeren reagerer deretter med en annen monomer for å danne en polymer på samme måte som ved anionisk polymerisasjon.
Reaksjonsfrekvens:
Anionisk polymerisasjon: Hastigheten til de anioniske polymerisasjonsreaksjonene er relativt langsommere enn de kationiske polymerisasjonsreaksjonene fordi den negative ladningen på den anioniske initiatoren kan stabiliseres av flere andre faktorer. Når disse ionene er stabile, vil de bli mindre reaktive.
Kationisk polymerisasjon: Hastigheten til de kationiske polymerisasjonsreaksjonene er relativt raskere enn anioniske polymerisasjonsreaksjoner fordi den kationiske initiatoren er veldig reaktiv, vanskelig å kontrollere og stabilisere.
Applikasjoner:
Anionisk polymerisasjon: Anionisk polymerisasjon brukes til å produsere noen viktige materialer som syntetisk polydiengummi, oppløsningsstyren/butadiengummi (SBR) og styren termoplastiske elastomerer.
Kationisk polymerisasjon: Kationisk polymerisasjon brukes i produksjon av polyisobutylen (brukt i rør) og poly (N-vinylkarbazol) (PVK).
