Разлика между анионната и катионната полимеризация

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Ключова разлика - Анионна срещу катионна полимеризация

Анионната полимеризация и катионната полимеризация са два вида реакции на полимеризация на верижен растеж, които се използват за синтезиране на различни видове полимери. И двете реакции имат един и същ реакционен механизъм, но инициаторът на реакцията е различен. Реакциите на анионна полимеризация се инициират от активни анионни видове, докато реакциите на катионната полимеризация се инициират от активни катионни видове. Това е ключовата разлика между анионната и катионната полимеризация. И двете реакции на полимеризация са чувствителни към използвания разтворител.

Какво е анионна полимеризация?

Анионната полимеризация е верижна реакция на растеж, която започва от анион. Няколко различни вида инициатори се използват при анионна полимеризация. Тази поредица от реакции протича в три стъпки: иницииране, разпространение на веригата и прекратяване на веригата. Тези реакции на полимеризация се инициират чрез нуклеофилно добавяне към двойната връзка на мономера. Следователно инициаторът, използван в реакцията, трябва да бъде нуклеофил.

Посвещение чрез силен анион

Какво представлява катионната полимеризация?

Катионната полимеризация може да се разглежда като друга категория реакции на полимеризация на верижен растеж. Катионът инициира тази реакция, като прехвърля своя заряд в мономер, което след това води до получаване на по-реактивен вид. След това реактивният мономер реагира по подобен начин с други мономери, за да образува полимер. Има само ограничен брой мономери, които могат да улеснят верижната реакция на катионната полимеризация. Олефините, съдържащи електронодоносни заместители и хетероцикли, са подходящи за този тип реакции.

Иницииране от протни киселини

Каква е разликата между анионната и катионната полимеризация?

Примери за инициатори и мономери:

Мономери:

Анионна полимеризация: Анионната полимеризация се осъществява с мономери, имащи електрон-изтеглящи групи като нитрил, карбоксил, фенил и винил.

Катионна полимеризация: Алкените, имащи алкокси, фенил, винил и 1,1-диалкил заместители, са някои примери за мономери, използвани в катионната полимеризация.

Инициатори:

Анионна полимеризация: Нуклеофили като хидроксид, алкоксид, цианид или карбанион могат да действат като инициатори в анионната полимеризация. Карбанионът може да произхожда от органометални видове като алкил литий или реагент на Гриняр.

Катионни полимеризация: Electrophilic агенти като halohydric киселини (HCI, НВг, H ₂ SO ₄, HClO ₄) са една група от инициатори, използвани в катионни полимеризационни реакции. В допълнение, киселини на Луис (електронни акцептори) и съединения, способни да генерират карбониеви йони, също могат да инициират полимеризация. Примери за киселини на Луис са AlCl ₃, SnCl ₄, BF ₃, TiCl ₄, AgClO ₄ и I ₂. Въпреки това, Люисови киселини изискват ко-инициатор, такъв като H ₂ O или органична халоген съединение.

Механизъм:

Анионна полимеризация: Анионната полимеризация изисква инициатор за стартиране на реакцията и мономер за образуване на полимера. В този случай реактивен анионен вид инициира реакцията, като реагира с мономер. Полученият мономер е карбанион, който след това реагира с друг мономер, за да образува нов карбанион. Реакцията протича чрез добавяне на мономер към нарастващата верига по същия начин и това води до полимерната верига. Това се нарича „верижно разпространение“.

Катионна полимеризация: Реактивният катионен вид инициира реакцията чрез свързване и прехвърляне на своя заряд в мономер. След това полученият реактивен мономер реагира с друг мономер, за да образува полимер по същия начин, както при анионната полимеризация.

Скорост на реакция:

Анионна полимеризация: Скоростта на реакциите на анионна полимеризация е относително по-бавна от реакциите на катионна полимеризация, тъй като отрицателният заряд върху анионния инициатор може да бъде стабилизиран от няколко други фактора. Когато тези йони са стабилни, те ще станат по-малко реактивни.

Катионна полимеризация: Скоростта на реакциите на катионна полимеризация е относително по-бърза от реакциите на анионна полимеризация, тъй като катионният инициатор е много реактивен, труден за контрол и стабилизиране.

Приложения:

Анионна полимеризация: Анионната полимеризация се използва за производство на някои важни материали като полидиенови синтетични каучуци, разтвор стирол / бутадиенови каучуци (SBR) и стирени термопластични еластомери.

Катионна полимеризация: Катионната полимеризация се използва при производството на полиизобутилен (използван във вътрешните тръби) и поли (N-винилкарбазол) (PVK).