Differenza chiave: polimerizzazione anionica e cationica
La polimerizzazione anionica e la polimerizzazione cationica sono due tipi di reazioni di polimerizzazione a catena che vengono utilizzate per sintetizzare vari tipi di polimeri. Entrambe queste reazioni hanno lo stesso meccanismo di reazione, ma l'iniziatore della reazione è diverso. Le reazioni di polimerizzazione anionica sono avviate da una specie anionica attiva, mentre le reazioni di polimerizzazione cationica sono avviate da una specie cationica attiva. Questa è la differenza chiave tra polimerizzazione anionica e cationica. Entrambe queste reazioni di polimerizzazione sono sensibili al solvente utilizzato.
Cos'è la polimerizzazione anionica?
La polimerizzazione anionica è una reazione di crescita a catena che inizia da un anione. Nella polimerizzazione anionica vengono utilizzati diversi tipi di iniziatori. Questa serie di reazioni avviene in tre fasi: inizio, propagazione della catena e terminazione della catena. Queste reazioni di polimerizzazione sono avviate dall'aggiunta nucleofila al doppio legame del monomero. Pertanto, l'iniziatore utilizzato nella reazione dovrebbe essere un nucleofilo.
Iniziazione tramite anione forte
Cos'è la polimerizzazione cationica?
La polimerizzazione cationica può essere considerata un' altra categoria di reazioni di polimerizzazione a catena. Un catione avvia questa reazione trasferendo la sua carica a un monomero, che si traduce quindi nella produzione di una specie più reattiva. Successivamente, il monomero reattivo reagisce in modo simile con altri monomeri per formare un polimero. Esiste solo un numero limitato di monomeri che possono facilitare la reazione a catena di polimerizzazione cationica. Le olefine contenenti sostituenti donatori di elettroni ed eterocicli sono adatte per questo tipo di reazioni.
Iniziazione da parte degli acidi protici
Qual è la differenza tra polimerizzazione anionica e cationica?
Esempi di iniziatori e monomeri:
Monomeri:
Polimerizzazione anionica: la polimerizzazione anionica avviene con monomeri aventi gruppi di ritiro degli elettroni come nitrile, carbossile, fenile e vinile.
Polimerizzazione cationica: alcuni esempi di monomeri utilizzati nella polimerizzazione cationica sono gli alcheni aventi sostituenti alcossi, fenile, vinilico e 1,1-dialchilico.
Iniziatori:
Polimerizzazione anionica: i nucleofili come idrossido, alcossido, cianuro o un carbanione possono agire come iniziatori nella polimerizzazione anionica. Il carbanione può provenire da specie organometalliche come l'alchil litio o il reagente di Grignard.
Polimerizzazione cationica: agenti elettrofili come acidi aloidrici (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) sono un gruppo di iniziatori utilizzati nelle reazioni di polimerizzazione cationica. Inoltre, anche gli acidi di Lewis (accettori di elettroni) e i composti in grado di generare ioni di carbonio possono avviare la polimerizzazione. Esempi di acidi di Lewis sono AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 e I2 Tuttavia, gli acidi di Lewis richiedono un co-iniziatore come H 2O o un composto alogeno organico.
Meccanismo:
Polimerizzazione anionica: la polimerizzazione anionica richiede un iniziatore per avviare la reazione e un monomero per formare il polimero. In questo caso, una specie anionica reattiva avvia la reazione reagendo con un monomero. Il monomero risultante è un carbanione, che poi reagisce con un altro monomero per formare un nuovo carbanione. La reazione procede allo stesso modo aggiungendo un monomero alla catena in crescita, e questo produce la catena polimerica. Questo è chiamato "propagazione a catena".
Polimerizzazione cationica: una specie cationica reattiva avvia la reazione legandosi e trasferendo la sua carica a un monomero. Il monomero reattivo risultante reagisce quindi con un altro monomero per formare un polimero allo stesso modo della polimerizzazione anionica.
Velocità di reazione:
Polimerizzazione anionica: la velocità delle reazioni di polimerizzazione anionica è relativamente più lenta delle reazioni di polimerizzazione cationica perché la carica negativa sull'iniziatore anionico può essere stabilizzata da molti altri fattori. Quando questi ioni sono stabili, diventeranno meno reattivi.
Polimerizzazione cationica: la velocità delle reazioni di polimerizzazione cationica è relativamente più veloce delle reazioni di polimerizzazione anioniche perché l'iniziatore cationico è molto reattivo, difficile da controllare e stabilizzare.
Applicazioni:
Polimerizzazione anionica: la polimerizzazione anionica viene utilizzata per produrre alcuni materiali importanti come gomme sintetiche polidiene, gomme stirene/butadiene in soluzione (SBR) ed elastomeri termoplastici stirenici.
Polimerizzazione cationica: la polimerizzazione cationica viene utilizzata nella produzione di poliisobutilene (usato nelle camere d'aria) e poli (N-vinilcarbazolo) (PVK).
