Ключевое различие между катенацией и полимеризацией заключается в том, что катенация включает связывание атомов одного и того же химического элемента с образованием макромолекулы, тогда как полимеризация включает связывание мономеров с образованием макромолекулы.
Полимеризация в некоторых точках также является типом реакции катенации. Полимеризация может использовать или не использовать одинаковые атомы для образования полимерного материала, но в процессе сцепления одинаковые атомы всегда присоединяются друг к другу, образуя цепные структуры.
Что такое катенация?
Катенация – это способность атомов определенного химического элемента связываться друг с другом, образуя цепную или кольцевую структуру. Чаще всего в катетенации участвует химический элемент углерод, потому что углерод способен образовывать алифатические и ароматические структуры за счет связывания большого количества атомов углерода. Кроме того, есть некоторые другие химические элементы, которые могут образовывать эти структуры, в том числе сера и фосфор..
Рисунок 01: Бутан содержит цепочку атомов углерода
Если определенный химический элемент подвергается катенации, атомы этого элемента должны иметь валентность не менее двух. Более того, этот химический элемент должен быть способен образовывать прочные химические связи между атомами своего вида; например ковалентные связи. Полимеризация также является типом реакции катетенации. Примеры химических элементов, которые могут подвергаться цепочке, включают:
- Углерод
- Сера
- Силикон
- Германий
- Азот
- Селен
- Теллур
Что такое полимеризация?
Полимеризация – это процесс формирования полимерного материала. Это химическая реакция, которая происходит в основном тремя способами: свободнорадикальная полимеризация, полимеризация с ростом цепи и полимеризация со ступенчатым ростом.
Свободнорадикальная полимеризация – это процесс формирования полимерного материала путем добавления свободных радикалов. Радикалы могут образовываться несколькими способами. Часто в этом образовании радикалов участвует молекула инициатора. Здесь полимерная цепь образуется за счет добавления радикала, полученного с нерадикальными мономерами. Три основных этапа этого процесса включают следующие.
- Посвящение
- Распространение
- Прекращение
Шаг инициации имеет реактивную точку. В этот момент начинает формироваться полимерная цепь. На втором этапе полимер тратит свое время на рост полимерной цепи. Заключительный этап, терминация, включает остановку роста полимерной цепи. Это может произойти несколькими способами:
- Сочетание концов двух растущих полимерных цепей
- Сочетание растущего конца полимерной цепи с инициатором
- Радикальное диспропорционирование (удаление атома водорода с образованием ненасыщенной группы)
Полимеризация с ростом цепи - это тип реакции полимеризации, в которой полимеры образуются из ненасыщенных мономеров. Этот метод также называют аддитивной полимеризацией, потому что мономеры добавляются к концам полимерных цепей. В процессе полимеризации с ростом цепи мономеры присоединяются к цепи в активном центре растущей полимерной цепи, по одному мономеру за раз.
Рисунок 02: Полимеризация винилхлорида
Ступенчатая полимеризация – это тип процесса полимеризации, при котором образование полимера происходит путем образования бифункциональных или многофункциональных мономеров. Этот метод полимеризации также известен как конденсационная полимеризация. В этом процессе полимерные цепи вначале не образуются. Сначала образуются димеры, тримеры и тетрамеры. Затем эти олигомеры объединяются друг с другом, образуя длинные полимерные цепи. Следовательно, мономеры не присоединяются к концам полимерных цепей, как при полимеризации с ростом цепи.
В чем разница между катенацией и полимеризацией?
Катенация – это способность атомов определенного химического элемента связываться друг с другом, образуя цепную или кольцевую структуру. Полимеризация, с другой стороны, представляет собой образование полимерного материала. Таким образом, ключевое различие между катенацией и полимеризацией заключается в том, что катенация включает связывание атомов одного и того же химического элемента с образованием макромолекулы, тогда как полимеризация включает связывание мономеров с образованием макромолекулы. Однако некоторые реакции полимеризации также могут быть классифицированы как реакции катенации из-за общей процедуры.
Ниже на инфографике представлена разница между катетенацией и полимеризацией.
Резюме – катетеризация против полимеризации
Ключевое различие между катенацией и полимеризацией заключается в том, что катенация включает связывание атомов одного и того же химического элемента с образованием макромолекулы, тогда как полимеризация включает связывание мономеров с образованием макромолекулы. Некоторые реакции полимеризации также могут быть классифицированы как реакции катенации из-за общей процедуры.
