Ključna razlika - anionska vs kationska polimerizacija
Anionska polimerizacija i kationska polimerizacija dvije su vrste reakcija polimerizacije lančanog rasta koje se koriste za sintezu različitih vrsta polimera. Obje ove reakcije imaju isti mehanizam reakcije, ali inicijator reakcije je različit. Reakcije anionske polimerizacije iniciraju aktivne anionske vrste, dok reakcije kationske polimerizacije započinju aktivne kationske vrste. To je ključna razlika između anionske i kationske polimerizacije. Obje ove reakcije polimerizacije osjetljive su na otapalo koje se koristi.
Što je anionska polimerizacija?
Anionska polimerizacija lančana je reakcija rasta koja započinje anionom. Nekoliko različitih vrsta inicijatora koristi se u anionskoj polimerizaciji. Ovaj niz reakcija odvija se u tri koraka: inicijacija, širenje lanca i prekid lanca. Te reakcije polimerizacije inicirane su nukleofilnim dodavanjem dvostruke veze monomera. Stoga bi inicijator koji se koristi u reakciji trebao biti nukleofil.
Inicijacija kroz snažni anion
Što je kationska polimerizacija?
Kationska polimerizacija može se smatrati drugom kategorijom reakcija polimerizacije lančanog rasta. Kation pokreće ovu reakciju prenoseći svoj naboj u monomer, što rezultira stvaranjem reaktivnije vrste. Dalje, reaktivni monomer slično reagira s drugim monomerima dajući polimer. Postoji samo ograničeni broj monomera koji mogu olakšati kationsku lančanu reakciju polimerizacije. Olefini koji sadrže supstituente i heterocikle koji doniraju elektron prikladni su za ove vrste reakcija.
Iniciranje protonskim kiselinama
Koja je razlika između anionske i kationske polimerizacije?
Primjeri inicijatora i monomera:
Monomeri:
Anionska polimerizacija: Anionska polimerizacija odvija se s monomerima koji imaju skupine za povlačenje elektrona poput nitrila, karboksila, fenila i vinila.
Kationska polimerizacija: Alkeni koji imaju alkoksi, fenil, vinil i 1,1-dialkil supstituente su neki primjeri monomera koji se koriste u kationskoj polimerizaciji.
Inicijatori:
Anionska polimerizacija: Nukleofili poput hidroksida, alkoksida, cijanida ili karbaniona mogu djelovati kao pokretači u anionskoj polimerizaciji. Karbanion može potjecati od organometalnih vrsta poput alkil litija ili Grignardovog reagensa.
Kationski Polimerizacija: elektrofilnih sredstava poput halogenovodične kiseline (HCl, HBr, H 2 SO 4, HCIO 4) su jedna grupa inicijatora koji se koriste u reakcijama u kationske polimerizacije. Uz to, Lewis-ove kiseline (akceptori elektrona) i spojevi koji mogu generirati karbonijeve ione također mogu inicirati polimerizaciju. Primjeri Lewisovih kiselina su AlCl 3, SnCl 4, BF 3, TiCl 4, AgClO 4 i I 2. Međutim, Lewisove kiseline zahtijevaju ko-inicijator, kao što je H 2 O ili organski halogeni spoj.
Mehanizam:
Anionska polimerizacija: Anionska polimerizacija zahtijeva inicijatora za započinjanje reakcije i monomer za stvaranje polimera. U ovom slučaju reaktivna anionska vrsta pokreće reakciju reagirajući s monomerom. Rezultirajući monomer je karbanion, koji zatim reagira s drugim monomerom da bi stvorio novi karbanion. Reakcija se odvija dodavanjem monomera na rastući lanac na isti način, što stvara polimerni lanac. To se naziva "lančano širenje".
Kationska polimerizacija: Reaktivna kationska vrsta pokreće reakciju vezanjem i prijenosom svog naboja u monomer. Rezultirajući reaktivni monomer tada reagira s drugim monomerom da bi stvorio polimer na isti način kao kod anionske polimerizacije.
Stopa reakcije:
Anionska polimerizacija: Brzina reakcija anionske polimerizacije relativno je sporija od reakcija kationske polimerizacije, jer negativni naboj na anionskom inicijatoru može stabilizirati nekoliko drugih čimbenika. Kad su ti ioni stabilni, postat će manje reaktivni.
Kationska polimerizacija: Brzina reakcija kationske polimerizacije relativno je brža od reakcija anionske polimerizacije, jer je kationski inicijator vrlo reaktivan, teško ga je kontrolirati i stabilizirati.
Prijave:
Anionska polimerizacija: Anionska polimerizacija koristi se za proizvodnju nekih važnih materijala kao što su polidijenske sintetičke gume, otopina stiren / butadienske gume (SBR) i stirenski termoplastični elastomeri.
Kationska polimerizacija: Kationska polimerizacija koristi se u proizvodnji poliizobutilena (koji se koristi u unutarnjim cijevima) i poli (N-vinilkarbazola) (PVK).
