Az anionos és a kationos polimerizáció közötti különbség

Fő különbség - anionos és kationos polimerizáció
 

Az anionos polimerizáció és a kationos polimerizáció kétféle láncnövekedési polimerizációs reakció, amelyet különféle polimerek szintézisére használnak. Mindkét reakciónak azonos a reakciómechanizmusa, de a reakció iniciátora eltérő. Az anionos polimerizációs reakciókat egy aktív anionos csoport indítja, míg a kationos polimerizációs reakciókat egy aktív kationos csoport kezdeményezi. Ez a kulcs különbség az anionos és a kationos polimerizáció között. Mindkét polimerizációs reakció érzékeny az alkalmazott oldószerre.

Mi az anionos polimerizáció??

Az anionos polimerizáció egy lánc növekedési reakció, amely egy anionnal kezdődik. Az anionos polimerizációban különféle típusú iniciátorokat alkalmaznak. Ez a reakciósorozat három lépésben zajlik: iniciálás, láncterjedés és láncszakadás. Ezeket a polimerizációs reakciókat a monomer kettős kötéséhez nukleofil hozzáadásával indítják el. Ezért a reakcióban alkalmazott iniciátornak nukleofilnek kell lennie.

Iniciáció erős anionon keresztül

Mi a kationos polimerizáció??

A kationos polimerizáció a láncnövekedési polimerizációs reakciók további kategóriájának tekinthető. Egy kation kezdetezi ezt a reakciót azáltal, hogy töltését egy monomerre viszi, amely ezután reakcióképesebb vegyületet eredményez. Ezután a reaktív monomer hasonlóan reagál más monomerekkel, és így polimert képez. Csak korlátozott számú monomer létezik, amelyek megkönnyítik a kationos polimerizációs láncreakciót. Az elektron-donor szubsztituenseket és heterociklusokat tartalmazó olefinek alkalmasak az ilyen típusú reakciókhoz.

Indulás protikus savak által

Mi a különbség az anionos és a kationos polimerizáció között??

Példák kezdeményezőkre és monomerekre:

monomerek:

Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizáció elektron-elszívó csoportokkal rendelkező monomerekkel történik, mint például nitril, karboxil, fenil és vinil.

Kationos polimerizáció: Az alkoxi-, fenil-, vinil- és 1,1-dialkil-szubsztituenseket tartalmazó alkének a kationos polimerizációban alkalmazott monomerek néhány példája.

iniciátorok:

Anionos polimerizáció: A nukleofilek, például a hidroxid, alkoxid, cianid vagy karbanion iniciátorokként működhetnek az anionos polimerizációban. A karbanion származhat fémorganikus anyagokból, például alkil-lítiumból vagy Grignard-reagenstől.

Kationos polimerizáció: Elektrofil szerek, például halogénsavak (HCl, HBr, H₂ÍGY₄, HClO₄) a kationos polimerizációs reakciókban alkalmazott iniciátorok egy csoportja. Ezen túlmenően a lewis savak (elektronakceptorok) és a karbonium-ionok előállítására képes vegyületek szintén kezdeményezhetik a polimerizációt. Lewis savak például az AlCl₃, ón₄, BF₃, titán₄, AgClO₄, és én₂. A lewis-savakhoz azonban szükség van olyan iniciátorra, mint H₂O vagy szerves halogénvegyület.

Gépezet:

Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizáció iniciátort igényel a reakció indításához, és egy monomert a polimer képzéséhez. Ebben az esetben egy reaktív anionos molekula monomerrel való reagáltatással indítja a reakciót. A kapott monomer egy karbanion, amely egy másik monomerrel reagálva új karbaniont képez. A reakció úgy megy végbe, hogy egy monomert ugyanúgy adunk a növekvő lánchoz, és ez előállítja a polimer láncot. Ezt „láncterjedésnek” hívják.

Kationos polimerizáció: A reaktív kationos vegyületek a reakciót úgy indítják el, hogy kötődnek és töltésüket egy monomerre továbbítják. A kapott reaktív monomer ezután egy másik monomerrel reagál, és így polimert képez, mint az anionos polimerizáció során.

Reakcióarány:       

Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizációs reakciók sebessége viszonylag lassabb, mint a kationos polimerizációs reakciók, mivel az anionos iniciátor negatív töltését számos más tényező stabilizálhatja. Ha ezek az ionok stabilak, kevésbé reagálnak.

Kationos polimerizáció: A kationos polimerizációs reakciók sebessége viszonylag gyorsabb, mint az anionos polimerizációs reakciók, mivel a kationos iniciátor nagyon reakcióképes, nehéz ellenőrizni és stabilizálni.

Alkalmazások:

Anionos polimerizáció: Az anionos polimerizációt néhány fontos anyag előállítására használják, mint például a polidén szintetikus gumi, az oldat sztirol / butadién gumi (SBR) és a sztirol hőre lágyuló elasztomerek..

Kationos polimerizáció: A kationos polimerizációt poliizobutilén (belső csövekben történő felhasználása) és poli (N-vinilkarbazol) (PVK) előállításánál használják..

Hivatkozások: „Kationos polimerizáció”. Wikipedia. „Anionos addíciós polimerizáció”. Wikipedia “Catonic Vinly Polymerization” Polimertudományi Oktatóközpont “Polimerizációs reakciók”. Bodner Research Lab

Kép jóvoltából: „Protikus sav iniciálás”: MatChem121 - Saját munka (CC BY 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül „AAP Init Strong Anion” - Chem538grp1w09