Kluczowa różnica między polimeryzacją addycyjną a polimeryzacją kondensacyjną polega na tym, że w przypadku polimeryzacji addycyjnej monomer powinien być cząsteczką nienasyconą, podczas gdy w przypadku polimeryzacji kondensacyjnej monomery są cząsteczkami nasyconymi.
Polimery to duże cząsteczki, które mają tę samą jednostkę strukturalną powtarzającą się w kółko. Powtarzające się jednostki reprezentują monomery. Monomery te łączą się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi, tworząc polimer. Mają wysoką masę cząsteczkową i składają się z ponad 10 000 atomów. W procesie syntezy (polimeryzacji) tworzą się dłuższe łańcuchy polimerowe. Istnieją dwa główne typy polimerów w zależności od ich metod syntezy. Jeśli monomery mają podwójne wiązania między węglami, polimery addycyjne tworzą się poprzez polimeryzację addycyjną. W niektórych reakcjach polimeryzacji, gdy łączą się dwa monomery, uwalniana jest mała cząsteczka, czyli woda. Takie polimery są polimerami kondensacyjnymi. Polimery mają zupełnie inne właściwości fizyczne i chemiczne niż ich monomery.
Co to jest polimeryzacja addycyjna?
Proces syntezy polimerów addycyjnych to polimeryzacja addycyjna. To jest reakcja łańcuchowa; dlatego do polimeru może przyłączyć się dowolna liczba monomerów. Reakcja łańcuchowa składa się z trzech etapów;
- Inicjacja
- Propagacja
- Rozwiązanie
Rysunek 01: Polimeryzacja addycyjna do produkcji polietylenu (X oznacza rodnik nadtlenkowy)
Dla przykładu weźmiemy syntezę polietylenu, który jest polimerem addycyjnym przydatnym do wytwarzania produktów takich jak worki na śmieci, opakowania do żywności, dzbanki itp. Monomerem do polietylenu jest eten (CH 2=CH2). Jego powtarzalną jednostką jest –CH2-. Na etapie inicjacji powstaje rodnik nadtlenkowy. Ten rodnik atakuje monomer, aby go aktywować i wytworzyć rodnik monomeru. W fazie propagacji łańcuch rośnie. Aktywowany monomer atakuje inny podwójnie związany monomer i łączy się ze sobą. Ostatecznie reakcja zatrzymuje się, gdy dwa rodniki łączą się i tworzą trwałe wiązanie. Chemicy mogą kontrolować długość łańcucha polimerowego, czasy reakcji i inne czynniki w celu uzyskania wymaganego polimeru.
Co to jest polimeryzacja kondensacyjna?
Każdy proces kondensacji, w wyniku którego powstają polimery, jest polimeryzacją kondensacyjną. Mała cząsteczka, taka jak woda lub HCl, uwalnia się jako produkt uboczny podczas polimeryzacji kondensacyjnej. Monomer powinien mieć na końcach grupy funkcyjne, które mogą ze sobą reagować, aby kontynuować polimeryzację. Na przykład, jeśli łączące końce dwóch cząsteczek mają grupę –OH i grupę –COOH, cząsteczka wody zostanie uwolniona i utworzy się wiązanie estrowe. Poliester jest przykładem polimeru kondensacyjnego. W syntezie polipeptydów, kwasów nukleinowych lub polisacharydów polimeryzacja kondensacyjna zachodzi w układach biologicznych.
Jaka jest różnica między polimeryzacją addycyjną a polimeryzacją kondensacyjną?
Proces syntezy polimerów addycyjnych to polimeryzacja addycyjna. Każdy proces kondensacji, w wyniku którego powstają polimery, jest polimeryzacją kondensacyjną. Dlatego polimeryzacja addycyjna jest reakcją między monomerami z wieloma wiązaniami, gdzie łączą się ze sobą, tworząc nasycone polimery. A w reakcjach kondensacji grupy funkcyjne dwóch monomerów reagują razem, uwalniając małą cząsteczkę, tworząc polimer.
Monomer powinien być cząsteczką nienasyconą w polimeryzacji dodatkowej, podczas gdy monomery są cząsteczkami nasyconymi w polimeryzacji kondensacyjnej. Dla porównania, polimeryzacja addycyjna jest procesem szybkim, podczas gdy polimeryzacja kondensacyjna jest procesem raczej powolnym. Jako produkt końcowy, polimeryzacja addycyjna daje polimery o wysokiej masie cząsteczkowej, które nie ulegają biodegradacji i są trudne do recyklingu. W wyniku polimeryzacji kondensacyjnej powstają polimery o niskiej masie cząsteczkowej jako produkty końcowe, które są biodegradowalne i łatwe do recyklingu w porównaniu z polimerami addycyjnymi.
Podsumowanie – polimeryzacja addycyjna a polimeryzacja kondensacyjna
Polimeryzacja addycyjna i kondensacyjna to dwa główne procesy wytwarzania związku polimerowego. Istnieje wiele różnic między tymi dwoma procesami. Różnica między polimeryzacją addycyjną i kondensacyjną polega na tym, że w przypadku polimeryzacji addycyjnej monomer powinien być cząsteczką nienasyconą, podczas gdy w przypadku polimeryzacji kondensacyjnej monomery są cząsteczkami nasyconymi.
