Негізгі айырмашылық – анионды және катионды полимерлену
Анионды полимерлеу және катиондық полимерлеу - бұл әртүрлі типтегі полимерлерді синтездеу үшін қолданылатын тізбекті өсу полимерлену реакцияларының екі түрі. Бұл реакциялардың екеуінің де реакция механизмі бірдей, бірақ реакция бастаушысы әртүрлі. Анионды полимерлену реакциялары белсенді анионды түрмен басталады, ал катиондық полимерлену реакциялары белсенді катиондық түрмен басталады. Бұл аниондық және катиондық полимерленудің негізгі айырмашылығы. Бұл екі полимерлеу реакциясы да қолданылатын еріткішке сезімтал.
Анионды полимерлену дегеніміз не?
Анионды полимерлену – анионнан басталатын тізбекті өсу реакциясы. Анионды полимерлеуде инициаторлардың бірнеше түрі қолданылады. Бұл реакциялар тізбегі үш сатыда жүреді: бастама, тізбектің таралуы және тізбектің аяқталуы. Бұл полимерлену реакциялары мономердің қос байланысына нуклеофильді қосылу арқылы басталады. Сондықтан реакцияда қолданылатын бастамашы нуклеофиль болуы керек.
Күшті анион арқылы бастау
Катиондық полимерлену дегеніміз не?
Катиондық полимерленуді тізбектің өсу полимерлену реакцияларының басқа категориясы ретінде қарастыруға болады. Катион бұл реакцияны зарядты мономерге беру арқылы бастайды, содан кейін реактивті түр пайда болады. Содан кейін реактивті мономер басқа мономерлермен бірдей әрекеттесіп, полимер түзеді. Катиондық полимерленудің тізбекті реакциясын жеңілдететін мономерлердің шектеулі саны ғана бар. Құрамында электрон беретін орынбасарлары мен гетероциклдері бар олефиндер реакциялардың осы түрлеріне жарамды.
Протикалық қышқылдармен инициация
Анионды және катионды полимерленудің айырмашылығы неде?
Инициаторлар мен мономерлердің мысалдары:
Мономерлер:
Анионды полимерлену: анионды полимерлену нитрил, карбоксил, фенил және винил сияқты электрондарды тартып алатын топтары бар мономерлермен жүреді.
Катионды полимерлеу: алкокси, фенил, винил және 1,1-диалкил алмастырғыштары бар алкендер катионды полимерлеуде қолданылатын мономерлердің кейбір мысалдары болып табылады.
Бастаушылар:
Анионды полимерлеу: гидроксид, алкоксид, цианид немесе карбанион сияқты нуклеофильдер анионды полимерлеуде бастамашы ретінде әрекет ете алады. Карбанион алкил литий немесе Гринард реактиві сияқты металлорганикалық түрлерден туындауы мүмкін.
Катионды полимерлеу: галогенді қышқылдар (HCl, HBr, H2SO4, HClO сияқты электрофилді агенттер 4) – катиондық полимерлену реакцияларында қолданылатын инициаторлардың бір тобы. Сонымен қатар, люис қышқылдары (электрон акцепторлары) және карбоний иондарын тудыруға қабілетті қосылыстар да полимерленуді бастауы мүмкін. Льюис қышқылдарының мысалдары: AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 және I2 Алайда, люис қышқылдары H сияқты бірлескен инициаторды қажет етеді. 2O немесе органикалық галоген қосылысы.
Механизм:
Анионды полимерлеу: анионды полимерлеу реакцияны бастау үшін инициаторды және полимерді қалыптастыру үшін мономерді қажет етеді. Бұл жағдайда реактивті анионды түр мономермен әрекеттесу арқылы реакцияны бастайды. Алынған мономер карбанион болып табылады, содан кейін ол басқа мономермен әрекеттесіп, жаңа карбанион түзеді. Реакция өсіп келе жатқан тізбекке мономерді қосу арқылы жүреді және бұл полимер тізбегін тудырады. Бұл «тізбектің таралуы» деп аталады.
Катиондық полимерлену: Реактивті катиондық түр зарядын мономерге байланыстыру және беру арқылы реакцияны бастайды. Содан кейін алынған реактивті мономер басқа мономермен әрекеттесіп, анионды полимерленудегідей полимер түзеді.
Реакция жылдамдығы:
Анионды полимерлеу: Анионды полимерлеу реакцияларының жылдамдығы катионды полимерлену реакцияларына қарағанда салыстырмалы түрде баяу, себебі анионды инициатордағы теріс зарядты бірнеше басқа факторлармен тұрақтандыруға болады. Бұл иондар тұрақты болғанда, олардың реактивтілігі төмендейді.
Катионды полимерлеу: катионды полимерлену реакцияларының жылдамдығы анионды полимерлену реакцияларына қарағанда салыстырмалы түрде жылдамырақ, себебі катиондық инициатор өте реактивті, бақылау және тұрақтандыру қиын.
Қолданбалар:
Анионды полимерлеу: анионды полимерлеу полидиенді синтетикалық каучуктар, ерітінді стирол/бутадиен каучуктары (SBR) және стирендік термопластикалық эластомерлер сияқты кейбір маңызды материалдарды өндіру үшін қолданылады.
Катионды полимерлеу: Катионды полимерлеу полиизобутилен (ішкі түтіктерде қолданылады) және поли (N-винилкарбазол) (ПВК) өндірісінде қолданылады.
