Dallimi kryesor – Polimerizimi anionik dhe kationik
Polimerizimi anionik dhe polimerizimi kationik janë dy lloje të reaksioneve të polimerizimit të rritjes së zinxhirit të cilat përdoren për të sintetizuar lloje të ndryshme polimeresh. Të dyja këto reagime kanë të njëjtin mekanizëm reagimi, por iniciatori i reagimit është i ndryshëm. Reaksionet e polimerizimit anionik inicohen nga një specie anionike aktive, ndërsa reaksionet e polimerizimit kationik iniciohen nga një specie kationike aktive. Ky është ndryshimi kryesor midis polimerizimit anionik dhe kationik. Të dy këto reaksione polimerizimi janë të ndjeshme ndaj tretësit të përdorur.
Çfarë është polimerizimi anionik?
Polimerizimi anionik është një reaksion i rritjes zinxhir që fillon nga një anion. Në polimerizimin anionik përdoren disa lloje të ndryshme iniciatorësh. Kjo seri reagimesh zhvillohet në tre hapa: fillimi, përhapja e zinxhirit dhe përfundimi i zinxhirit. Këto reaksione polimerizimi inicohen nga shtimi nukleofilik në lidhjen dyfishe të monomerit. Prandaj, iniciatori i përdorur në reaksion duhet të jetë një nukleofil.
Inicimi nëpërmjet anionit të fortë
Çfarë është polimerizimi kationik?
Polimerizimi kationik mund të konsiderohet si një kategori tjetër e reaksioneve të polimerizimit të rritjes së zinxhirit. Një kation e fillon këtë reagim duke transferuar ngarkesën e tij në një monomer, i cili më pas rezulton në prodhimin e një specie më reaktive. Më pas, monomeri reaktiv reagon në mënyrë të ngjashme me monomerët e tjerë për të formuar një polimer. Ekziston vetëm një numër i kufizuar i monomereve që mund të lehtësojnë reaksionin zinxhir të polimerizimit kationik. Olefinat që përmbajnë zëvendësues elektron-dhurues dhe heterocikle janë të përshtatshme për këto lloj reaksionesh.
Inicimi nga acidet protike
Cili është ndryshimi midis polimerizimit anionik dhe kationik?
Shembuj iniciatorësh dhe monomerësh:
Monomet:
Polimerizimi anionik: Polimerizimi anionik kryhet me monomerë që kanë grupe që tërheqin elektronet si nitrili, karboksili, fenili dhe vinili.
Polimerizimi kationik: Alkenet që kanë zëvendësues alkoksi, fenil, vinil dhe 1, 1-dialkyl janë disa shembuj të monomerëve të përdorur në polimerizimin kationik.
Iniciatorët:
Polimerizimi anionik: Nukleofile të tilla si hidroksidi, alkoksidi, cianidi ose një karbanion mund të veprojnë si iniciatorë në polimerizimin anionik. Karbanioni mund ta ketë origjinën nga specie organometalike si alkil litium ose reagent Grignard.
Polimerizim kationik: Agjentët elektrofilë si acidet halohidrike (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) janë një grup iniciatorësh të përdorur në reaksionet e polimerizimit kationik. Përveç kësaj, acidet lewis (pranuesit e elektroneve) dhe komponimet e afta për të gjeneruar jone karboniumi gjithashtu mund të iniciojnë polimerizimin. Shembuj të acideve Lewis janë AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4, dhe I2 Megjithatë, acidet lewis kërkojnë një bashkë-inicues si H 2O ose një përbërje organike halogjene.
Mekanizmi:
Polimerizimi anionik: Polimerizimi anionik kërkon një iniciator për të filluar reaksionin dhe një monomer për të formuar polimerin. Në këtë rast, një specie anionike reaktive fillon reaksionin duke reaguar me një monomer. Monomeri që rezulton është një karbanion, i cili më pas reagon me një monomer tjetër për të formuar një karbanion të ri. Reaksioni vazhdon duke shtuar një monomer në zinxhirin në rritje në të njëjtën mënyrë, dhe kjo prodhon zinxhirin polimer. Ky quhet "përhapja e zinxhirit".
Polimerizimi kationik: Një specie kationike reaktive fillon reaksionin duke lidhur dhe transferuar ngarkesën e saj në një monomer. Monomeri reaktiv që rezulton më pas reagon me një monomer tjetër për të formuar një polimer në të njëjtën mënyrë si në polimerizimin anionik.
Norma e reagimit:
Polimerizimi anionik: Shpejtësia e reaksioneve të polimerizimit anionik është relativisht më e ngad altë se reaksionet e polimerizimit kationik sepse ngarkesa negative në iniciatorin anionik mund të stabilizohet nga disa faktorë të tjerë. Kur këto jone janë të qëndrueshme, ato do të bëhen më pak reaktive.
Polimerizimi kationik: Shpejtësia e reaksioneve të polimerizimit kationik është relativisht më e shpejtë se reaksionet e polimerizimit anionik sepse iniciatori kationik është shumë reaktiv, i vështirë për t'u kontrolluar dhe stabilizuar.
Aplikacione:
Polimerizimi anionik: Polimerizimi anionik përdoret për prodhimin e disa materialeve të rëndësishme si gomat sintetike polidiene, gomat stiren/butadien me tretësirë (SBR) dhe elastomerët termoplastikë stirenik.
Polimerizimi kationik: Polimerizimi kationik përdoret në prodhimin e poliizobutilenit (që përdoret në tubat e brendshëm) dhe poli (N-vinilkarbazol) (PVK).
