Asosiy farq – Anion va katyonik polimerizatsiya
Anion polimerizatsiyasi va katyonik polimerizatsiya zanjir o'sishi polimerizatsiya reaktsiyalarining ikki turi bo'lib, ular har xil turdagi polimerlarni sintez qilish uchun ishlatiladi. Bu ikkala reaksiya ham bir xil reaksiya mexanizmiga ega, ammo reaksiya boshlovchisi boshqacha. Anion polimerizatsiya reaktsiyalari faol anionik turlar tomonidan boshlanadi, kationik polimerlanish reaktsiyalari esa faol katyonik turlar tomonidan boshlanadi. Bu anion va katyonik polimerizatsiya o'rtasidagi asosiy farq. Ushbu ikkala polimerizatsiya reaktsiyasi ham ishlatiladigan erituvchiga sezgir.
Anion polimerizatsiya nima?
Anion polimerizatsiyasi anion bilan boshlanadigan zanjirli oʻsish reaksiyasidir. Anion polimerizatsiyasida bir necha turdagi inisiatorlardan foydalaniladi. Bu reaktsiyalar ketma-ketligi uch bosqichda sodir bo'ladi: boshlash, zanjirning tarqalishi va zanjirning tugashi. Ushbu polimerizatsiya reaktsiyalari monomerning qo'sh bog'iga nukleofil qo'shilishi bilan boshlanadi. Shuning uchun reaksiyada qoʻllaniladigan tashabbuskor nukleofil boʻlishi kerak.
Kuchli anion orqali boshlash
Kationik polimerlanish nima?
Kationik polimerlanish zanjir oʻsishi polimerizatsiya reaksiyalarining yana bir toifasi sifatida koʻrib chiqilishi mumkin. Kation bu reaktsiyani o'z zaryadini monomerga o'tkazish orqali boshlaydi, bu esa ko'proq reaktiv turni hosil qiladi. Keyinchalik, reaktiv monomer boshqa monomerlar bilan xuddi shunday reaksiyaga kirishib, polimer hosil qiladi. Kationik polimerizatsiya zanjiri reaktsiyasini osonlashtiradigan cheklangan miqdordagi monomerlar mavjud. Tarkibida elektron beruvchi oʻrinbosarlar va geterosikllar boʻlgan olefinlar bu turdagi reaksiyalar uchun javob beradi.
Protik kislotalar bilan boshlangan
Anion va katyonik polimerlanish oʻrtasidagi farq nima?
Initiator va monomerlarga misollar:
Monomerlar:
Anion polimerizatsiyasi: Anion polimerlanish nitril, karboksil, fenil va vinil kabi elektron o'tkazuvchi guruhlarga ega bo'lgan monomerlar bilan sodir bo'ladi.
Kationik polimerlanish: Alkoksi, fenil, vinil va 1, 1-dialkil oʻrnini bosuvchi alkenlar katyonik polimerizatsiyada qoʻllaniladigan monomerlarga misol boʻla oladi.
Tashabbuskorlar:
Anion polimerizatsiyasi: gidroksid, alkoksid, siyanid yoki karbanion kabi nukleofillar anion polimerizatsiyasida tashabbuskor sifatida harakat qilishi mumkin. Karbanion alkil litiy yoki Grignard reagenti kabi organometall turlaridan kelib chiqishi mumkin.
Kationik polimerizatsiya: galoid kislotalar (HCl, HBr, H2SO4, HClO kabi elektrofil moddalar 4) katyonik polimerlanish reaksiyalarida qoʻllaniladigan inisiatorlar guruhidir. Bundan tashqari, lyvis kislotalari (elektron qabul qiluvchilar) va karboniy ionlarini hosil qila oladigan birikmalar ham polimerizatsiyani boshlashi mumkin. Lyuis kislotalariga misol: AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 va I2 Biroq, Lyuis kislotalari H kabi qoʻshma tashabbuskorni talab qiladi. 2O yoki organik halogen birikma.
Mexanizm:
Anion polimerizatsiyasi: Anion polimerizatsiya reaksiyani boshlash uchun tashabbuskor va polimer hosil qilish uchun monomerni talab qiladi. Bunday holda, reaktiv anion turi monomer bilan reaksiyaga kirishib, reaktsiyani boshlaydi. Olingan monomer karbanion bo'lib, u boshqa monomer bilan reaksiyaga kirishib, yangi karbanion hosil qiladi. Reaksiya xuddi shu tarzda o'sib borayotgan zanjirga monomer qo'shilishi bilan davom etadi va bu polimer zanjirini hosil qiladi. Bu "zanjirning tarqalishi" deb ataladi.
Kationik polimerizatsiya: Reaktiv katyonik tur o'z zaryadini monomerga bog'lash va o'tkazish orqali reaktsiyani boshlaydi. Hosil boʻlgan reaktiv monomer anion polimerizatsiyadagi kabi boshqa monomer bilan reaksiyaga kirishib, polimer hosil qiladi.
Reaktsiya tezligi:
Anion polimerizatsiyasi: Anion polimerizatsiya reaktsiyalarining tezligi katyonik polimerizatsiya reaktsiyalariga qaraganda nisbatan sekinroq, chunki anion inisiatordagi manfiy zaryad bir qancha boshqa omillar bilan barqarorlashishi mumkin. Bu ionlar barqaror boʻlganda, ular kamroq reaktiv boʻladi.
Kationik polimerlanish: Kationik polimerlanish reaktsiyalarining tezligi anion polimerizatsiya reaktsiyalariga qaraganda nisbatan tezroq, chunki katyonik tashabbuskor juda reaktiv, nazorat qilish va barqarorlashtirish qiyin.
Ilovalar:
Anion polimerizatsiyasi: Anion polimerizatsiyasi polidien sintetik kauchuklar, eritma stirol/butadien kauchuklari (SBR) va stiren termoplastik elastomerlar kabi muhim materiallarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Kationik polimerizatsiya: Kationik polimerizatsiya poliizobutilen (ichki quvurlarda ishlatiladi) va poli (N-vinilkarbazol) (PVK) ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
