Nøgleforskel - anionisk vs kationisk polymerisering
Anionisk polymerisation og kationisk polymerisation er to typer kædevækstpolymerisationsreaktioner, der anvendes til at syntetisere forskellige typer polymerer. Begge disse reaktioner har den samme reaktionsmekanisme, men reaktionsinitiatoren er forskellig. Anioniske polymerisationsreaktioner initieres af en aktiv anionisk art, hvorimod de kationiske polymerisationsreaktioner initieres af en aktiv kationisk art. Dette er nøgleforskellen mellem anionisk og kationisk polymerisation. Begge disse polymerisationsreaktioner er følsomme over for det anvendte opløsningsmiddel.
Hvad er anionisk polymerisering?
Anionisk polymerisation er en kædevækstreaktion, der begynder med en anion. Flere forskellige typer initiatorer anvendes til anionisk polymerisation. Denne række reaktioner finder sted i tre trin: indledning, kædeudbredelse og kædetermination. Disse polymerisationsreaktioner initieres ved nukleofil tilsætning til monomerens dobbeltbinding. Derfor bør initiatoren, der anvendes i reaktionen, være en nukleofil.
Indledning gennem stærk anion
Hvad er kationisk polymerisering?
Kationisk polymerisation kan betragtes som en anden kategori af kædevækstpolymerisationsreaktioner. En kation initierer denne reaktion ved at overføre dens ladning til en monomer, hvilket derefter resulterer i produktion af en mere reaktiv art. Dernæst reagerer den reaktive monomer på samme måde med andre monomerer for at danne en polymer. Der er kun et begrænset antal monomerer, som kan lette den kationiske polymerisationskædereaktion. Olefiner indeholdende elektrondonerende substituenter og heterocykler er egnede til disse typer reaktioner.
Initiering med protiske syrer
Hvad er forskellen mellem anionisk og kationisk polymerisering?
Eksempler på initiativtagere og monomerer:
Monomerer:
Anionisk polymerisation: Anionisk polymerisation finder sted med monomerer med elektronudtagende grupper, såsom nitril, carboxyl, phenyl og vinyl.
Kationisk polymerisering: Alkener med alkoxy-, phenyl-, vinyl- og 1,1-dialkylsubstituenter er nogle eksempler på monomerer anvendt i den kationiske polymerisation.
Initiativtagere:
Anionisk polymerisation: Nukleofiler såsom hydroxid, alkoxid, cyanid eller en carbanion kan fungere som initiatorer i anionisk polymerisation. Carbanionen kan stamme fra organometalliske arter, såsom alkyllithium eller Grignard-reagens.
Kationisk polymerisation: Elektrofile midler, såsom hydrogenhalogenidsyre syrer (HCI, HBr, H 2 SO 4, HCIO 4) er en gruppe af initiatorer anvendes i de kationiske polymerisationsreaktioner. Derudover kan lewis syrer (elektronacceptorer) og forbindelser, der er i stand til at danne carboniumioner, også initiere polymerisation. Eksempler på Lewis-syrer er AICI 3, SnCl 4, BF 3, TiCU 4, AgClO 4, og jeg 2. Men Lewis-syrer kræver en co-initiator, såsom H 2 O eller en organisk halogenforbindelse.
Mekanisme:
Anionisk polymerisering: Anionisk polymerisering kræver, at en initiator starter reaktionen og en monomer til dannelse af polymeren. I dette tilfælde initierer en reaktiv anionisk art reaktionen ved at reagere med en monomer. Den resulterende monomer er en carbanion, som derefter reagerer med en anden monomer for at danne en ny carbanion. Reaktionen fortsætter ved at tilføje en monomer til den voksende kæde på samme måde, og dette producerer polymerkæden. Dette kaldes "kædeudbredelse."
Kationisk polymerisation: En reaktiv kationisk art initierer reaktionen ved at binde og overføre dens ladning til en monomer. Den resulterende reaktive monomer reagerer derefter med en anden monomer til dannelse af en polymer på samme måde som ved anionisk polymerisation.
Reaktionshastighed:
Anionisk polymerisation: Hastigheden af de anioniske polymerisationsreaktioner er relativt langsommere end de kationiske polymerisationsreaktioner, fordi den negative ladning på den anioniske initiator kan stabiliseres af flere andre faktorer. Når disse ioner er stabile, bliver de mindre reaktive.
Kationisk polymerisation: Hastigheden af de kationiske polymerisationsreaktioner er relativt hurtigere end anioniske polymerisationsreaktioner, fordi den kationiske initiator er meget reaktiv, vanskelig at kontrollere og stabilisere.
Anvendelser:
Anionisk polymerisering: Anionisk polymerisation bruges til at fremstille nogle vigtige materialer, såsom syntetiske polydienegummier, styren / butadiengummi (SBR) og styreniske termoplastiske elastomerer.
Kationisk polymerisation: Kationisk polymerisation anvendes til fremstilling af polyisobutylen (anvendes i indre rør) og poly (N-vinylcarbazol) (PVK).
