Unterschied zwischen anionischer und kationischer Polymerisation
Schlüsselunterschied - anionische gegen kationische Polymerisation
Anionenpolymerisation und kationische Polymerisation sind zwei Arten von Kettenwachstumspolymerisationsreaktionen, die zur Synthese verschiedener Arten von Polymeren verwendet werden. Beide Reaktionen haben den gleichen Reaktionsmechanismus, aber der Reaktionsinitiator ist unterschiedlich. Anionenpolymerisationsreaktionen werden von einer aktiven anionischen Spezies initiiert, während die kationischen Polymerisationsreaktionen von einer aktiven kationischen Spezies initiiert werden. Dies ist das Schlüsselunterschied zwischen anionischer und kationischer Polymerisation. Beide Polymerisationsreaktionen sind empfindlich gegenüber dem verwendeten Lösungsmittel.
Was ist anionische Polymerisation?
Die anionische Polymerisation ist eine Kettenwachstumsreaktion, die von einem Anion beginnt. In der anionischen Polymerisation werden verschiedene Arten von Initiatoren verwendet. Diese Reihe von Reaktionen findet in drei Schritten statt: Initiierung, Kettenausbreitung und Kettenbeendigung. Diese Polymerisationsreaktionen werden durch nukleophile Addition zur Doppelbindung des Monomers initiiert. Daher sollte der in der Reaktion verwendete Initiator ein Nucleophil sein.
Initiierung durch starkes Anion
Was ist die kationische Polymerisation?
Die kationische Polymerisation kann als eine weitere Kategorie der Kettenwachstumspolymerisationsreaktionen angesehen werden. Ein Kation initiiert diese Reaktion, indem er seine Ladung auf ein Monomer überträgt, was dann zu einer reaktiveren Spezies führt. Als nächstes reagiert das reaktive Monomer ähnlich mit anderen Monomeren, um ein Polymer zu bilden. Es gibt nur eine begrenzte Anzahl von Monomeren, die die kationische Polymerisationskettenreaktion erleichtern können. Olefine, die elektronendonierende Substituenten und Heterozykle enthalten, sind für diese Reaktionen geeignet.
Initiierung durch Protizensäuren
Was ist der Unterschied zwischen anionischer und kationischer Polymerisation?
Beispiele für Initiatoren und Monomere:
Monomere:
Anionenpolymerisation: Die anionische Polymerisation findet mit Monomeren mit elektronen-withdrawierenden Gruppen wie Nitril, Carboxyl, Phenyl und Vinyl statt.
Kationische Polymerisation: Alkene mit Alkoxy-, Phenyl-, Vinyl- und 1,1-Dialkyl-Substituenten sind einige Beispiele für Monomere, die in der kationischen Polymerisation verwendet werden.
Initiatoren:
Anionenpolymerisation: Nucleophile wie Hydroxid, Alkoxid, Cyanid oder Carbanion können als Initiatoren in der anionischen Polymerisation fungieren. Der Carbanon kann aus metallischen Arten wie Alkyl -Lithium oder Grignardreagenz stammen.
Kationische Polymerisation: Elektrophile Mittel wie Haloohydsäuren (HCl, HBR, H2SO4, HCLO4) sind eine Gruppe von Initiatoren, die in den kationischen Polymerisationsreaktionen verwendet werden. Darüber hinaus können Lewis -Säuren (Elektronenakzeptoren) und Verbindungen, die Carboniumionen erzeugen können. Beispiele für Lewis -Säuren sind Alcl3, SNCL4, Bf3, Ticl4, Agclo4, und ich2. Lewis-Säuren erfordern jedoch einen Co-Initiator wie H2O oder eine organische Halogenverbindung.
Mechanismus:
Anionenpolymerisation: Die anionische Polymerisation erfordert einen Initiator, um die Reaktion zu starten, und ein Monomer, um das Polymer zu bilden. In diesem Fall initiiert eine reaktive anionische Spezies die Reaktion, indem sie mit einem Monomer reagiert. Das resultierende Monomer ist ein Carbanion, das dann mit einem anderen Monomer reagiert, um einen neuen Carbanion zu bilden. Die Reaktion erfolgt auf die gleiche Weise ein Monomer zur wachsenden Kette, und dies erzeugt die Polymerkette. Dies nennt man „Kettenausbreitung.”
Kationische Polymerisation: Eine reaktive kationische Spezies initiiert die Reaktion durch Bindung und Übertragung ihrer Ladung an ein Monomer. Das resultierende reaktive Monomer reagiert dann mit einem anderen Monomer auf die gleiche Weise wie bei der anionischen Polymerisation ein Polymer.
Reaktionsrate:
Anionenpolymerisation: Die Geschwindigkeit der anionischen Polymerisationsreaktionen ist relativ langsamer als die kationischen Polymerisationsreaktionen, da die negative Ladung des anionischen Initiators durch mehrere andere Faktoren stabilisiert werden kann. Wenn diese Ionen stabil sind, werden sie weniger reaktiv.
Kationische Polymerisation: Die Geschwindigkeit der kationischen Polymerisationsreaktionen ist relativ schneller als anionische Polymerisationsreaktionen, da der kationische Initiator sehr reaktiv ist, schwer zu kontrollieren und zu stabilisieren ist.
Anwendungen:
Anionenpolymerisation: Anionenpolymerisation wird verwendet, um einige wichtige Materialien wie polydiensynthetische Gummi, Lösungsstyrol/Butadien -Gummi (SBR) und styrische thermoplastische Elastomere herzustellen.
Kationische Polymerisation: Die kationische Polymerisation wird bei der Herstellung von Polyisobutylen (in Innenrohre) und Poly (N-Vinylcarbazol) (PVK) verwendet.
Referenzen: "Kationspolymerisation". Wikipedia. "Anion -Addition Polymerisation". Wikipedia „Katonische Polymerisation“ Polymerscience Learning Center „Polymerisationsreaktionen“. Bodner Research Lab Bild mit freundlicher Genehmigung: „Proticsäure -Initiation“ durch Matchem121 - eigene Arbeit (CC von 3.0) über Commons Wikimedia „AAP Init Strong Anion“ von Chem538grp1w09 - eigene Arbeit (gemeinfrei) über Commons Wikimedia
