Разница между анионной и катионной полимеризацией

Ключевое отличие - анионная и катионная полимеризация
 

Анионная полимеризация и катионная полимеризация представляют собой два типа реакций полимеризации с цепным ростом, которые используются для синтеза различных типов полимеров. Обе эти реакции имеют одинаковый механизм реакции, но инициатор реакции различен. Реакции анионной полимеризации инициируются активными анионными соединениями, тогда как реакции катионной полимеризации инициируются активными катионными соединениями. Это ключевое отличие между анионной и катионной полимеризацией. Обе эти реакции полимеризации чувствительны к используемому растворителю.

Что такое анионная полимеризация?

Анионная полимеризация - это цепная реакция роста, которая начинается с аниона. Несколько различных типов инициаторов используются в анионной полимеризации. Эта серия реакций происходит в три этапа: инициация, распространение цепи и прекращение цепи. Эти реакции полимеризации инициируются нуклеофильным присоединением к двойной связи мономера. Следовательно, инициатор, используемый в реакции, должен быть нуклеофилом..

Посвящение через сильный анион

Что такое катионная полимеризация?

Катионная полимеризация может рассматриваться как другая категория реакций полимеризации с цепным ростом. Катион инициирует эту реакцию, передавая свой заряд мономеру, что затем приводит к образованию более реакционноспособных частиц. Затем реакционноспособный мономер реагирует аналогично с другими мономерами с образованием полимера. Существует только ограниченное количество мономеров, которые могут облегчать цепную реакцию катионной полимеризации. Олефины, содержащие электронодонорные заместители и гетероциклы, подходят для этих типов реакций.

Инициирование протонными кислотами

В чем разница между анионной и катионной полимеризацией?

Примеры инициаторов и мономеров:

Мономеры:

Анионная полимеризация: Анионная полимеризация происходит с мономерами, имеющими электроноакцепторные группы, такими как нитрил, карбоксил, фенил и винил..

Катионная полимеризация: Алкены, имеющие алкокси, фенил, винил и 1,1-диалкильные заместители, являются некоторыми примерами мономеров, используемых в катионной полимеризации.

Инициаторы:

Анионная полимеризация: Нуклеофилы, такие как гидроксид, алкоксид, цианид или карбанион, могут действовать как инициаторы в анионной полимеризации. Карбанион может происходить из металлоорганических соединений, таких как алкиллитий или реактив Гриньяра..

Катионная полимеризация: Электрофильные агенты, такие как галогенводородные кислоты (HCl, HBr, H₂ТАК₄, HClO₄) представляют собой одну группу инициаторов, используемых в реакциях катионной полимеризации. Кроме того, кислоты Льюиса (акцепторы электронов) и соединения, способные генерировать ионы углерода, также могут инициировать полимеризацию. Примерами кислот Льюиса являются AlCl₃, SnCl₄, BF₃, TiCl₄, AgClO₄, и я₂. Однако для кислот Льюиса требуется ко-инициатор, такой как Н₂О или органическое соединение галогена.

Механизм:

Анионная полимеризация: Анионная полимеризация требует инициатора для начала реакции и мономера для образования полимера. В этом случае реакционноспособные анионные частицы инициируют реакцию, реагируя с мономером. Полученный мономер представляет собой карбанион, который затем вступает в реакцию с другим мономером с образованием нового карбаниона. Реакция протекает путем добавления мономера к растущей цепи таким же образом, и это приводит к образованию полимерной цепи. Это называется «цепным распространением».

Катионная полимеризация: Реакционноспособные катионные частицы инициируют реакцию, связывая и передавая свой заряд мономеру. Получающийся реакционноспособный мономер затем реагирует с другим мономером с образованием полимера таким же образом, как и при анионной полимеризации..

Скорость реакции:       

Анионная полимеризация: Скорость реакций анионной полимеризации относительно медленнее, чем реакций катионной полимеризации, поскольку отрицательный заряд на анионном инициаторе может быть стабилизирован несколькими другими факторами. Когда эти ионы стабильны, они станут менее реактивными.

Катионная полимеризация: Скорость реакций катионной полимеризации относительно выше, чем реакции анионной полимеризации, потому что катионный инициатор очень реактивен, его трудно контролировать и стабилизировать.

Приложения:

Анионная полимеризация: Анионная полимеризация используется для производства некоторых важных материалов, таких как полидиеновые синтетические каучуки, растворные стирол / бутадиеновые каучуки (SBR) и стирольные термопластичные эластомеры..

Катионная полимеризация: Катионная полимеризация используется в производстве полиизобутилена (используется во внутренних пробирках) и поли (N-винилкарбазола) (ПВК).

Список литературы: «Катионная полимеризация». Wikipedia. «Анионная аддитивная полимеризация». Википедия «Катоническая полимеризация в катоне». Центр изучения полимеров «Реакции полимеризации». Исследовательская лаборатория Боднера

Изображение предоставлено: «Инициирование протонной кислоты». MatChem121 - Собственная работа (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia «AAP Init Strong Anion» Chem538grp1w09 - Собственная работа (Public Domain) через Commons Wikimedia