Ključna razlika – anionska vs kationska polimerizacija
Ajonska polimerizacija i katjonska polimerizacija su dvije vrste reakcija polimerizacije rasta lanca koje se koriste za sintezu različitih tipova polimera. Obje ove reakcije imaju isti mehanizam reakcije, ali je inicijator reakcije drugačiji. Reakcije anjonske polimerizacije inicira aktivna anjonska vrsta, dok reakcije kationske polimerizacije inicira aktivna kationska vrsta. Ovo je ključna razlika između anjonske i kationske polimerizacije. Obje ove reakcije polimerizacije su osjetljive na korišteni rastvarač.
Šta je anionska polimerizacija?
Ajonska polimerizacija je lančana reakcija rasta koja počinje anjonom. U anionskoj polimerizaciji koristi se nekoliko različitih tipova inicijatora. Ova serija reakcija odvija se u tri koraka: inicijacija, propagacija lanca i završetak lanca. Ove reakcije polimerizacije pokreću se nukleofilnim dodavanjem na dvostruku vezu monomera. Stoga bi inicijator koji se koristi u reakciji trebao biti nukleofil.
Inicijacija kroz jak anion
Šta je katjonska polimerizacija?
Kationska polimerizacija se može smatrati još jednom kategorijom reakcija polimerizacije rasta lanaca. Kation pokreće ovu reakciju prenoseći svoj naboj na monomer, što zatim rezultira stvaranjem reaktivnije vrste. Zatim, reaktivni monomer reaguje na sličan način sa drugim monomerima da bi se formirao polimer. Postoji samo ograničen broj monomera koji mogu olakšati lančanu reakciju katjonske polimerizacije. Olefini koji sadrže supstituente koji doniraju elektrone i heterocikle su pogodni za ove vrste reakcija.
Inicijacija protonskim kiselinama
Koja je razlika između anionske i katjonske polimerizacije?
Primjeri inicijatora i monomera:
Monomeri:
Ajonska polimerizacija: Anionska polimerizacija se odvija sa monomerima koji imaju grupe koje povlače elektrone kao što su nitril, karboksil, fenil i vinil.
Kationska polimerizacija: Alkeni koji imaju alkoksi, fenil, vinil i 1,1-dialkil supstituente su neki primjeri monomera koji se koriste u kationskoj polimerizaciji.
Pokretači:
Ajonska polimerizacija: Nukleofili kao što su hidroksid, alkoksid, cijanid ili karbanion mogu djelovati kao inicijatori u anjonskoj polimerizaciji. Karbanion može poticati od organometalnih vrsta kao što je alkil litijum ili Grignardov reagens.
Kationska polimerizacija: elektrofilni agensi kao što su halohidrične kiseline (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) su jedna grupa inicijatora koji se koriste u reakcijama katjonske polimerizacije. Osim toga, Lewisove kiseline (akceptori elektrona) i spojevi sposobni za generiranje karbonijevih jona također mogu pokrenuti polimerizaciju. Primjeri Lewisovih kiselina su AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4, i I2 Međutim, Lewisove kiseline zahtijevaju koinicijatora kao što je H 2O ili organsko jedinjenje halogena.
Mehanizam:
Ajonska polimerizacija: Anionska polimerizacija zahtijeva inicijator da započne reakciju i monomer da formira polimer. U ovom slučaju, reaktivna anjonska vrsta inicira reakciju reakcijom s monomerom. Rezultirajući monomer je karbanion, koji zatim reaguje sa drugim monomerom i formira novi karbanion. Reakcija se nastavlja dodavanjem monomera rastućem lancu na isti način, a time nastaje polimerni lanac. Ovo se zove "lančano širenje."
Kationska polimerizacija: Reaktivna kationska vrsta inicira reakciju vezujući i prebacujući svoj naboj na monomer. Rezultirajući reaktivni monomer zatim reaguje sa drugim monomerom i formira polimer na isti način kao u anionskoj polimerizaciji.
Brzina reakcije:
Ajonska polimerizacija: Brzina reakcija anjonske polimerizacije je relativno sporija od reakcija katjonske polimerizacije jer negativni naboj na anjonskom inicijatoru može biti stabiliziran uz pomoć nekoliko drugih faktora. Kada su ovi joni stabilni, postat će manje reaktivni.
Kationska polimerizacija: Brzina reakcija katjonske polimerizacije je relativno brža od reakcija anjonske polimerizacije jer je kationski inicijator vrlo reaktivan, teško ga je kontrolirati i stabilizirati.
Prijave:
Ajonska polimerizacija: Anionska polimerizacija se koristi za proizvodnju nekih važnih materijala kao što su polidienski sintetički kaučuk, rastvor stiren/butadienske gume (SBR) i stirenski termoplastični elastomeri.
Kationska polimerizacija: Kationska polimerizacija se koristi u proizvodnji poliizobutilena (koristi se u unutrašnjim cijevima) i poli (N-vinilkarbazola) (PVK).
