Diferència clau: polimerització aniònica vs catiònica
La polimerització aniònica i la polimerització catiònica són dos tipus de reaccions de polimerització de creixement en cadena que s'utilitzen per sintetitzar diversos tipus de polímers. Ambdues reaccions tenen el mateix mecanisme de reacció, però l'iniciador de la reacció és diferent. Les reaccions de polimerització aniònica s'inicien per una espècie aniònica activa, mentre que les reaccions de polimerització catiònica s'inicien per una espècie catiònica activa. Aquesta és la diferència clau entre la polimerització aniònica i la catiònica. Ambdues reaccions de polimerització són sensibles al dissolvent utilitzat.
Què és la polimerització aniònica?
La polimerització aniònica és una reacció de creixement en cadena que comença per un anió. En la polimerització aniònica s'utilitzen diversos tipus d'iniciadors. Aquesta sèrie de reaccions té lloc en tres passos: iniciació, propagació de la cadena i finalització de la cadena. Aquestes reaccions de polimerització s'inicien per addició nucleòfila al doble enllaç del monòmer. Per tant, l'iniciador utilitzat en la reacció hauria de ser un nucleòfil.
Iniciació mitjançant anió fort
Què és la polimerització catiònica?
La polimerització catiònica es pot considerar com una altra categoria de reaccions de polimerització de creixement en cadena. Un catió inicia aquesta reacció transferint la seva càrrega a un monòmer, que després produeix una espècie més reactiva. A continuació, el monòmer reactiu reacciona de manera similar amb altres monòmers per formar un polímer. Només hi ha un nombre limitat de monòmers que poden facilitar la reacció en cadena de polimerització catiònica. Les olefines que contenen substituents donants d'electrons i heterocicles són adequades per a aquest tipus de reaccions.
Iniciació per àcids pròtics
Quina diferència hi ha entre la polimerització aniònica i la catiònica?
Exemples d'iniciadors i monòmers:
Monòmers:
Polimerització aniònica: la polimerització aniònica té lloc amb monòmers que tenen grups extrets d'electrons com ara nitril, carboxil, fenil i vinil.
Polimerització catiònica: els alquens que tenen substituents alcoxi, fenil, vinil i 1,1-dialquil són alguns exemples de monòmers utilitzats en la polimerització catiònica.
Iniciadors:
Polimerització aniònica: els nucleòfils com l'hidròxid, l'alcòxid, el cianur o un carbanió poden actuar com a iniciadors en la polimerització aniònica. El carbanió pot originar-se d'espècies organometàl·liques com l'alquil liti o el reactiu de Grignard.
Polimerització catiònica: agents electròfils com els àcids halohídrics (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) són un grup d'iniciadors utilitzats en les reaccions de polimerització catiònica. A més, els àcids de Lewis (acceptadors d'electrons) i els compostos capaços de generar ions carboni també poden iniciar la polimerització. Exemples d'àcids de Lewis són AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 i I2 Tanmateix, els àcids de Lewis requereixen un co-iniciador com H 2O o un compost halògen orgànic.
Mecanisme:
Polimerització aniònica: la polimerització aniònica requereix un iniciador per iniciar la reacció i un monòmer per formar el polímer. En aquest cas, una espècie aniònica reactiva inicia la reacció reaccionant amb un monòmer. El monòmer resultant és un carbanió, que després reacciona amb un altre monòmer per formar un nou carbanió. La reacció procedeix afegint un monòmer a la cadena en creixement de la mateixa manera, i això produeix la cadena polimèrica. Això s'anomena "propagació en cadena".
Polimerització catiònica: una espècie catiònica reactiva inicia la reacció unint-se i transferint la seva càrrega a un monòmer. El monòmer reactiu resultant reacciona amb un altre monòmer per formar un polímer de la mateixa manera que en la polimerització aniònica.
Percentatge de reacció:
Polimerització aniònica: la velocitat de les reaccions de polimerització aniònica és relativament més lenta que les reaccions de polimerització catiònica perquè la càrrega negativa de l'iniciador aniònic es pot estabilitzar per diversos altres factors. Quan aquests ions són estables, es tornaran menys reactius.
Polimerització catiònica: la velocitat de les reaccions de polimerització catiònica és relativament més ràpida que les reaccions de polimerització aniònica perquè l'iniciador catiònic és molt reactiu, difícil de controlar i estabilitzar.
Aplicacions:
Polimerització aniònica: la polimerització aniònica s'utilitza per fabricar alguns materials importants, com ara cautxús sintètics de polidiè, gomes d'estirè/butadiè en solució (SBR) i elastòmers termoplàstics estirènics.
Polimerització catiònica: la polimerització catiònica s'utilitza en la producció de poliisobutilè (utilitzat en tubs interiors) i poli (N-vinilcarbazol) (PVK).
