Forskel mellem anionisk og kationisk polymerisation

Nøgleforskel - Anionisk vs kationisk polymerisation
 

Anionisk polymerisation og kationisk polymerisation er to typer kædevækstpolymerisationsreaktioner, der bruges til at syntetisere forskellige typer polymerer. Begge disse reaktioner har den samme reaktionsmekanisme, men reaktionsinitiatoren er forskellig. Anioniske polymerisationsreaktioner initieres af en aktiv anionisk art, medens de kationiske polymerisationsreaktioner initieres af en aktiv kationisk art. Dette er vigtigste forskel mellem anionisk og kationisk polymerisation. Begge disse polymerisationsreaktioner er følsomme over for det anvendte opløsningsmiddel.

Hvad er anionisk polymerisation?

Anionisk polymerisation er en kædevækstreaktion, der begynder med en anion. Flere forskellige typer initiatorer anvendes til anionisk polymerisation. Denne række reaktioner finder sted i tre trin: initiering, kædepropagering og kædeafslutning. Disse polymerisationsreaktioner initieres ved nukleofil tilsætning til dobbeltbindingen af ​​monomeren. Derfor bør initiatoren, der anvendes i reaktionen, være en nukleofil.

Initiering gennem stærk anion

Hvad er kationisk polymerisation?

Kationisk polymerisation kan betragtes som en anden kategori af kædevækstpolymerisationsreaktioner. En kation initierer denne reaktion ved at overføre dens ladning til en monomer, som derefter resulterer i at producere en mere reaktiv art. Dernæst reagerer den reaktive monomer på lignende måde med andre monomerer til dannelse af en polymer. Der er kun et begrænset antal monomerer, der kan lette den kationiske polymerisationskædereaktion. Olefiner indeholdende elektron donerende substituenter og heterocykler er egnede til disse typer reaktioner.

Initiering med protiske syrer

Hvad er forskellen mellem anionisk og kationisk polymerisation?

Eksempler på initiativtagere og økonomer:

monomerer:

Anionisk polymerisation: Anionisk polymerisation finder sted med monomerer med elektronoptagende grupper såsom nitril, carboxyl, phenyl og vinyl.

Kationisk polymerisation: Alkener med alkoxy, phenyl, vinyl og 1,1-dialkyl-substituenter er nogle eksempler på monomerer anvendt i den kationiske polymerisation.

initiativtagere:

Anionisk polymerisation: Nukleofiler, såsom hydroxid, alkoxid, cyanid eller en carbanion, kan fungere som initiatorer i anionisk polymerisation. Carbanionen kan stamme fra organometalliske arter, såsom alkyllithium eller Grignard-reagens.

Kationisk polymerisation: Elektrofile midler, såsom halogenhydriske syrer (HCI, HBr, H₂SÅ₄, HCIO₄) er en gruppe af initiatorer anvendt i de kationiske polymerisationsreaktioner. Derudover kan lewis-syrer (elektronacceptorer) og forbindelser, der er i stand til at generere carboniumioner, også starte polymerisation. Eksempler på Lewis-syrer er AlCl₃, SnCl₄, BF₃, TiCU₄, AgClO₄, og jeg₂. Imidlertid kræver lewis-syrer en medinitiator som H₂O eller en organisk halogenforbindelse.

Mekanisme:

Anionisk polymerisation: Anionisk polymerisation kræver en initiator til at starte reaktionen og en monomer for at danne polymeren. I dette tilfælde initierer en reaktiv anionisk art reaktionen ved at reagere med en monomer. Den resulterende monomer er en carbanion, der derefter reagerer med en anden monomer til dannelse af en ny carbanion. Reaktionen fortsætter ved at tilsætte en monomer til den voksende kæde på samme måde, og dette frembringer polymerkæden. Dette kaldes "kædeforplantning."

Kationisk polymerisation: En reaktiv kationisk art initierer reaktionen ved at binde og overføre dens ladning til en monomer. Den resulterende reaktive monomer reagerer derefter med en anden monomer til dannelse af en polymer på samme måde som ved anionisk polymerisation.

Reaktionshastighed:       

Anionisk polymerisation: Hastigheden af ​​de anioniske polymerisationsreaktioner er relativt langsommere end de kationiske polymerisationsreaktioner, fordi den negative ladning på den anioniske initiator kan stabiliseres af flere andre faktorer. Når disse ioner er stabile, bliver de mindre reaktive.

Kationisk polymerisation: Hastigheden for de kationiske polymerisationsreaktioner er relativt hurtigere end anioniske polymerisationsreaktioner, fordi den kationiske initiator er meget reaktiv, vanskelig at kontrollere og stabilisere.

Applikationer:

Anionisk polymerisation: Anionisk polymerisation bruges til at fremstille nogle vigtige materialer såsom polydiensyntetiske gummier, opløsningsstyren / butadiengummier (SBR) og styren termoplastiske elastomerer.

Kationisk polymerisation: Kationisk polymerisation anvendes til fremstilling af polyisobutylen (anvendt i indre rør) og poly (N-vinylcarbazol) (PVK).

Referencer: “Kationisk polymerisation”. Wikipedia. "Anionisk additionspolymerisation". Wikipedia “Catonic Vinly Polymerization” Polymerscience Learning Center “Polymeriseringsreaktioner”. Bodner Research Lab

Billede høflighed: “Protic acid initiation” Af MatChem121 - Eget arbejde (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia “AAP Init Strong Anion” Af Chem538grp1w09 - Eget arbejde (Public Domain) via Commons Wikimedia