Kluczowa różnica między polimeryzacją addycyjną a rodnikową polega na tym, że polimeryzacja addycyjna zachodzi poprzez dodanie nienasyconych monomerów, podczas gdy polimeryzacja rodnikowa następuje poprzez dodanie wolnych rodników.
Polimeryzacja to proces wytwarzania polimeru przy użyciu dużej liczby monomerów. Istnieją dwa główne typy procesów polimeryzacji; są to polimeryzacja addycyjna, polimeryzacja kondensacyjna. Polimeryzacja rodnikowa jest formą polimeryzacji addycyjnej.
Co to jest polimeryzacja addycyjna?
Jest to proces tworzenia polimeru addycyjnego poprzez łączenie nienasyconych monomerów. Najpopularniejszą formą polimerów addycyjnych są polimery poliolefinowe. Polimery poliolefinowe powstają, gdy monomery olefinowe łączą się ze sobą. Olefiny to małe nienasycone związki, takie jak alkeny. Dlatego, gdy te olefiny ulegają polimeryzacji, nienasycone wiązania tych monomerów przekształcają się w wiązania nasycone. Jednak monomerem polimeryzacji addycyjnej może być rodnik, kation lub anion.
Rysunek 1: Schematyczna struktura polipropylenu, który jest polimerem poliolefinowym
Synteza polimerów addycyjnych:
Istnieją trzy główne formy polimeryzacji addycyjnej. Każda polimeryzacja rozpoczyna się od konkretnego inicjatora, który prowadzi do procesu polimeryzacji.
- Polimeryzacja radykalna polega na polimeryzacji monomerów w obecności rodnika, który może atakować monomer, tworząc rodnik węglowy.
- Inicjatorem procesu polimeryzacji kationowej jest kwas, który może spowodować karbokation
- Inicjatorem procesu polimeryzacji anionowej jest nukleofil, który może wytworzyć karboanion
Niektóre przykłady polimerów addycyjnych są następujące:
- LDPE (polietylen o niskiej gęstości)
- HDPE (polietylen o wysokiej gęstości)
- PVC (polichlorek winylu)
- Polipropylen
- Polistyren
Co to jest radykalna polimeryzacja?
Jest to proces tworzenia materiału polimerowego poprzez dodanie wolnych rodników. Powstawanie rodników może odbywać się na kilka sposobów. Jednak często obejmuje cząsteczkę inicjatora tworzącą rodnik. Łańcuch polimerowy tworzy się przez dodanie rodnika wytworzonego z nierodnikowymi monomerami.
Rysunek 2: Wolnorodnikowa polimeryzacja za pośrednictwem tlenków azotu dla PVC
Istnieją trzy główne etapy procesu polimeryzacji rodnikowej:
- Inicjacja
- Propagacja
- Rozwiązanie
Krok inicjacji tworzy punkt reaktywny. Jest to punkt, z którego tworzy się łańcuch polimerowy. Drugim etapem jest etap propagacji, w którym polimer spędza czas na rozwijaniu łańcucha polimerowego. Na etapie zakończenia wzrost łańcucha polimerowego zatrzymuje się. 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)
Jakie są podobieństwa między addycją a radykalną polimeryzacją?
- Oba są formami procesu polimeryzacji addycyjnej
- Obie polimeryzacje obejmują trzy etapy: inicjację, propagację i zakończenie wzrostu łańcucha polimerowego.
Jaka jest różnica między addycją a radykalną polimeryzacją?
Dodawanie a radykalna polimeryzacja |
|
| Polimeryzacja addycyjna to proces tworzenia polimeru addycyjnego poprzez łączenie nienasyconych monomerów. | Polimeryzacja radykalna to proces tworzenia materiału polimerowego poprzez dodanie wolnych rodników. |
| Natura użytych monomerów | |
| Olefiny lub związki nienasycone zwykle zawierające podwójne wiązanie | Wolne rodniki posiadające niesparowane elektrony |
| Klejenie w monomerach | |
| Podwójne wiązania w monomerach ulegają nasyceniu po zakończeniu polimeryzacji | Niesparowane elektrony w rodnikach zostają sparowane po zakończeniu polimeryzacji |
| Reaktywność monomerów | |
| Monomery ulegają polimeryzacji addycyjnej, gdy podwójne wiązanie przekształca się w pojedyncze wiązanie | Monomery ulegają polimeryzacji rodnikowej ze względu na wysoką reaktywność wolnych rodników. |
Podsumowanie – addycja a radykalna polimeryzacja
Polimeryzacja addycyjna i rodnikowa to dwie powszechne techniki polimeryzacji. Polimeryzacja rodnikowa jest formą polimeryzacji addycyjnej. Kluczowa różnica między polimeryzacją addycyjną a rodnikową polega na tym, że polimeryzacja addycyjna zachodzi poprzez dodanie nienasyconych monomerów, podczas gdy polimeryzacja rodnikowa następuje poprzez dodanie wolnych rodników.
