Razlika između anionske i kationske polimerizacije

Ključna razlika - anionska vs kationska polimerizacija
 

Anionska polimerizacija i kationska polimerizacija su dvije vrste reakcija polimerizacije lančanog rasta koje se koriste za sintezu različitih vrsta polimera. Obje ove reakcije imaju isti mehanizam reakcija, ali pokretač reakcije je različit. Reakcije anionske polimerizacije pokreću aktivne anionske vrste, dok reakcije kationske polimerizacije pokreću aktivne kationske vrste. Ovo je ključna razlika između anionske i kationske polimerizacije. Obje ove reakcije polimerizacije osjetljive su na korišteno otapalo.

Što je anionska polimerizacija?

Anionska polimerizacija je lančana reakcija rasta koja započinje anionom. Nekoliko različitih vrsta inicijatora koristi se u anionskoj polimerizaciji. Ova serija reakcija se odvija u tri koraka: pokretanje, širenje lanca i prekid lanca. Ove reakcije polimerizacije pokreću nukleofilno dodavanje dvostruke veze monomera. Stoga bi inicijator koji se koristi u reakciji trebao biti nukleofil.

Inicijacija kroz jak anion

Što je kationska polimerizacija?

Kationska polimerizacija može se smatrati drugom kategorijom reakcija polimerizacije rasta lanca. Kation pokreće ovu reakciju prenoseći svoj naboj na monomer, što rezultira stvaranjem reaktivnijih vrsta. Zatim reaktivni monomer slično reagira s drugim monomerima da formira polimer. Postoji samo ograničen broj monomera koji mogu olakšati lančanu reakciju kationske polimerizacije. Olefini koji sadrže supstituente koji doniraju elektrone i heterocikli su prikladni za ove vrste reakcija.

Inicijacija protonskim kiselinama

Koja je razlika između anionske i kationske polimerizacije?

Primjeri inicijatora i monomera:

monomeri:

Anionska polimerizacija: Anionska polimerizacija se odvija s monomerima koji imaju elektronske skupine kao što su nitril, karboksil, fenil i vinil.

Kationska polimerizacija: Alkeni koji sadrže alkoksi, fenil, vinil i 1,1-dialkil supstituente su neki primjeri monomera koji se koriste u kationskoj polimerizaciji.

inicijatori:

Anionska polimerizacija: Nukleofili kao hidroksid, alkoksid, cijanid ili karbanion mogu djelovati kao inicijatori u anionskoj polimerizaciji. Karbanion može poticati od organometalnih vrsta kao što je alkil litij ili Grignard reagens.

Kationska polimerizacija: Elektrofilna sredstva kao što su halohidrične kiseline (HCl, HBr, H₂TAKO₄, HCIO₄) su jedna grupa inicijatora koja se koristi u reakcijama kationskih polimerizacija. Uz to, levične kiseline (akceptori elektrona) i spojevi koji mogu stvarati karbonijeve ione također mogu pokrenuti polimerizaciju. Primjeri Lewisove kiseline su AlCl₃, SnC₄, BF₃, TiCU₄, AgClO₄, i ja₂. Međutim, levisne kiseline zahtijevaju su inicijator poput H₂O ili organski halogeni spoj.

Mehanizam:

Anionska polimerizacija: Anionska polimerizacija zahtijeva pokretač reakcije i monomer za formiranje polimera. U ovom slučaju, reaktivna anionska vrsta pokreće reakciju reakcijom s monomerom. Rezultirajući monomer je karbanion, koji zatim reagira s drugim monomerom kako bi tvorio novi karbanion. Reakcija se nastavlja dodavanjem monomera u rastući lanac na isti način, a time se dobiva polimerni lanac. To se naziva "lančano širenje".

Kationska polimerizacija: Reaktivna kationska vrsta pokreće reakciju vezanjem i prijenosom svoje naboje na monomer. Rezultirajući reaktivni monomer tada reagira s drugim monomerom da formira polimer na isti način kao u anionskoj polimerizaciji.

Stopa reakcija:       

Anionska polimerizacija: Brzina reakcija anionske polimerizacije je relativno sporija od reakcija kationske polimerizacije, jer se negativni naboj anionskog inicijatora može stabilizirati pomoću nekoliko drugih faktora. Kad su ti ioni stabilni, postat će manje reaktivni.

Kationska polimerizacija: Brzina reakcija kationske polimerizacije relativno je brza 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 poldien-sintetički kaučuk, gumi za otopinu stiren / butadien (SBR) i stirenski termoplastični elastomeri.

Kationska polimerizacija: Kationska polimerizacija koristi se u proizvodnji poliizobutilena (koristi se u unutarnjim cijevima) i poli (N-vinilkarbazola) (PVK).

Reference: "Kationska polimerizacija". Wikipedia. "Anionska adicijska polimerizacija". Wikipedija „Catonic Vinly Polymerization“ Centar za učenje polimerizacije „Reakcije polimerizacije“. Bodner Research Lab

Ljubaznošću slike: „Inicijacija protične kiseline“ napisao MatChem121 - Vlastiti rad (CC BY 3.0) putem Commons Wikimedije „AAP Init Strong Anion“ Chem538grp1w09 - Vlastiti rad (Public Domain) preko Commons Wikimedia