Differenza chiave: polimerizzazione anionica vs cationica
La polimerizzazione anionica e la polimerizzazione cationica sono due tipi di reazioni di polimerizzazione per crescita 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 iniziate da una specie anionica attiva, mentre le reazioni di polimerizzazione cationica sono iniziate da una specie cationica attiva. Questa è la differenza chiave tra la 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 termine della catena. Queste reazioni di polimerizzazione vengono avviate mediante 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 come un'altra categoria di reazioni di polimerizzazione per crescita a catena. Un catione avvia questa reazione trasferendo la sua carica a un monomero, che poi si traduce 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 della polimerizzazione cationica. Le olefine contenenti sostituenti donatori di elettroni ed eterocicli sono adatte a questi tipi di reazioni.
Iniziazione da 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 di elettroni come nitrile, carbossile, fenile e vinile.
Polimerizzazione cationica: gli alcheni aventi sostituenti alcossilici, fenilici, vinilici e 1,1-dialchilici sono alcuni esempi di monomeri utilizzati nella polimerizzazione cationica.
Iniziatori:
Polimerizzazione anionica: Nucleofili come idrossido, alcossido, cianuro o un carbanione possono agire come iniziatori nella polimerizzazione anionica. Il carbanione può provenire da specie organometalliche come alchil litio o reagente di Grignard.
Polimerizzazione cationica: gli agenti elettrofili come gli acidi aloidrici (HCl, HBr, H 2 SO 4, HClO 4) sono un gruppo di iniziatori utilizzati nelle reazioni di polimerizzazione cationica. Inoltre, gli acidi Lewis (accettori di elettroni) e composti in grado di generare ioni di carbonio possono anche avviare la polimerizzazione. Esempi di acidi di Lewis sono AlCl 3, SnCl 4, BF 3, TiCl 4, AgClO 4 e I 2. Tuttavia, gli acidi di Lewis richiedono un co-iniziatore come H 2 O 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 reagisce quindi con un altro monomero per formare un nuovo carbanione. La reazione procede aggiungendo un monomero alla catena in crescita nello stesso modo, e questo produce la catena polimerica. Questa è chiamata "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 nello 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 anionica 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 in soluzione stirene / butadiene (SBR) ed elastomeri termoplastici stirenici.
Polimerizzazione cationica: la polimerizzazione cationica viene utilizzata nella produzione di poliisobutilene (utilizzato nelle camere d'aria) e poli (N-vinilcarbazolo) (PVK).
