Kluczowa różnica między katenacją a polimeryzacją polega na tym, że katenacja obejmuje wiązanie atomów tego samego pierwiastka chemicznego w celu utworzenia makrocząsteczki, podczas gdy polimeryzacja obejmuje wiązanie monomerów w celu utworzenia makrocząsteczki.
Polimeryzacja jest również rodzajem reakcji katenacji w niektórych punktach. Polimeryzacja może, ale nie musi wykorzystywać podobnych atomów do tworzenia materiału polimerowego, ale w procesie katenacji podobne atomy zawsze łączą się ze sobą, tworząc struktury łańcuchowe.
Co to jest katenacja?
Katenacja to zdolność atomów danego pierwiastka chemicznego do wiązania się ze sobą, tworząc strukturę łańcuchową lub pierścieniową. Najczęściej pierwiastek chemiczny węgiel bierze udział w katenacji, ponieważ węgiel jest zdolny do tworzenia struktur alifatycznych i aromatycznych poprzez wiązanie dużej liczby atomów węgla. Ponadto istnieje kilka innych pierwiastków chemicznych, które mogą tworzyć te struktury, w tym siarka i fosfor.
Rysunek 01: Butan zawiera łańcuch atomów węgla
Jeżeli pewien pierwiastek chemiczny podlega kategoracji, atomy tego pierwiastka muszą mieć wartościowość co najmniej dwa. Co więcej, ten pierwiastek chemiczny musi być zdolny do tworzenia silnych wiązań chemicznych między atomami tego rodzaju; np. wiązania kowalencyjne. Polimeryzacja jest również rodzajem reakcji katenacyjnej. Przykłady pierwiastków chemicznych, które mogą zostać poddane katenacji to:
- Węgiel
- Siarka
- Krzem
- German
- Azot
- Selen
- Tellurium
Co to jest polimeryzacja?
Polimeryzacja to proces formowania materiału polimerowego. Jest to reakcja chemiczna, która zachodzi głównie na trzy sposoby: polimeryzacja wolnorodnikowa, polimeryzacja ze wzrostem łańcucha i polimeryzacja ze wzrostem krokowym.
Polimeryzacja wolnorodnikowa to proces tworzenia materiału polimerowego poprzez dodanie wolnych rodników. Radykały mogą powstawać na kilka sposobów. Często ta formacja rodników obejmuje cząsteczkę inicjatora. Tutaj łańcuch polimerowy tworzy się przez dodanie rodnika wytworzonego z nierodnikowymi monomerami. Trzy główne kroki zaangażowane w ten proces obejmują następujące.
- Inicjacja
- Propagacja
- Rozwiązanie
Krok inicjacji ma punkt reaktywny. W tym momencie zaczyna się tworzyć łańcuch polimerowy. W drugim etapie polimer poświęca swój czas na rozwój łańcucha polimerowego. Ostatni etap, zakończenie, obejmuje zakończenie wzrostu łańcucha polimeru. Może się to zdarzyć na kilka sposobów:
- Połączenie końców dwóch rosnących łańcuchów polimerowych
- Połączenie rosnącego końca łańcucha polimerowego z inicjatorem
- Radykalna dysproporcjonowanie (usunięcie atomu wodoru, tworząc grupę nienasyconą)
Polimeryzacja wzrostu łańcucha to rodzaj reakcji polimeryzacji, w której polimery powstają z nienasyconych monomerów. Ta metoda jest również nazywana polimeryzacją addycyjną, ponieważ monomery są dodawane na końcach łańcuchów polimerowych. Podczas procesu polimeryzacji wzrostu łańcucha monomery są przyłączane do łańcucha w miejscu aktywnym rosnącego łańcucha polimeru, po jednym monomerze na raz.
Rysunek 02: Polimeryzacja chlorku winylu
Polimeryzacja stopniowa to rodzaj procesu polimeryzacji, w którym tworzenie polimeru następuje poprzez tworzenie dwu- lub wielofunkcyjnych monomerów. Ta technika polimeryzacji jest również znana jako polimeryzacja kondensacyjna. W tym procesie łańcuchy polimerowe nie powstają na początku. Najpierw powstają dimery, trimery i tetramery. Następnie te oligomery łączą się ze sobą tworząc długie łańcuchy polimerowe. Dlatego monomery nie są przyłączone do końców łańcuchów polimerowych, jak w polimeryzacji wzrostu łańcucha.
Jaka jest różnica między katenacją a polimeryzacją?
Katenacja to zdolność atomów danego pierwiastka chemicznego do wiązania się ze sobą, tworząc strukturę łańcuchową lub pierścieniową. Z drugiej strony polimeryzacja to tworzenie materiału polimerowego. Tak więc kluczowa różnica między katenacją a polimeryzacją polega na tym, że katenacja obejmuje wiązanie atomów tego samego pierwiastka chemicznego z utworzeniem makrocząsteczki, podczas gdy polimeryzacja obejmuje wiązanie monomerów z utworzeniem makrocząsteczki. Jednak niektóre reakcje polimeryzacji można również zaklasyfikować jako reakcje katenacji ze względu na powszechną procedurę.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między katenacją a polimeryzacją.
Podsumowanie – katenacja a polimeryzacja
Kluczowa różnica między katenacją a polimeryzacją polega na tym, że katenacja obejmuje wiązanie atomów tego samego pierwiastka chemicznego w celu utworzenia makrocząsteczki, podczas gdy polimeryzacja obejmuje wiązanie monomerów w celu utworzenia makrocząsteczki. Niektóre reakcje polimeryzacji można również zaklasyfikować jako reakcje katenacji ze względu na powszechną procedurę.
