Основное различие между аддитивной полимеризацией и конденсационной полимеризацией заключается в том, что для аддитивной полимеризации мономер должен быть ненасыщенной молекулой, тогда как для конденсационной полимеризации мономер представляет собой насыщенную молекулу.
Полимеры представляют собой большие молекулы, которые имеют одну и ту же структурную единицу, повторяющуюся снова и снова. Повторяющиеся звенья представляют собой мономеры. Эти мономеры связываются друг с другом ковалентными связями, образуя полимер. Они имеют высокую молекулярную массу и состоят из более чем 10 000 атомов. В процессе синтеза (полимеризации) образуются более длинные полимерные цепи. Различают два основных типа полимеров в зависимости от методов их синтеза. Если мономеры имеют двойные связи между атомами углерода, аддитивные полимеры образуются в результате аддитивной полимеризации. В некоторых реакциях полимеризации при соединении двух мономеров выделяется небольшая молекула, то есть вода. Такие полимеры являются конденсационными полимерами. Физические и химические свойства полимеров сильно отличаются от их мономеров.
Что такое аддитивная полимеризация?
Процесс синтеза аддитивных полимеров называется аддитивной полимеризацией. Это цепная реакция; следовательно, любое количество мономеров может соединиться в полимер. Цепная реакция состоит из трех шагов;
- Посвящение
- Распространение
- Прекращение
Рисунок 01: Аддитивная полимеризация для производства полиэтилена (X – пероксидный радикал)
В качестве примера возьмем синтез полиэтилена, полимера присоединения, используемого в производстве таких продуктов, как мешки для мусора, пищевая упаковка, кувшины и т. д. Мономером полиэтилена является этен (CH 2=CH2). Его повторяющаяся единица -CH2-. На стадии инициирования образуется пероксидный радикал. Этот радикал атакует мономер, активируя его и образуя мономерный радикал. На этапе распространения цепь растет. Активированный мономер атакует другой мономер с двойной связью и присоединяется друг к другу. В конечном итоге реакция останавливается, когда два радикала соединяются вместе и образуют стабильную связь. Химики могут контролировать длину полимерной цепи, время реакции и другие факторы, чтобы получить нужный полимер.
Что такое конденсационная полимеризация?
Любой процесс конденсации, в результате которого образуются полимеры, называется конденсационной полимеризацией. Небольшие молекулы, такие как вода или HCl, высвобождаются в качестве побочного продукта во время конденсационной полимеризации. Мономер должен иметь на концах функциональные группы, которые могут взаимодействовать друг с другом для продолжения полимеризации. Например, если соединяющиеся концы двух молекул имеют группу –ОН и группу –СООН, молекула воды высвобождается и образуется сложноэфирная связь. Полиэфир является примером конденсационного полимера. При синтезе полипептидов, нуклеиновых кислот или полисахаридов в биологических системах происходит конденсационная полимеризация.
В чем разница между аддитивной полимеризацией и конденсационной полимеризацией?
Процесс синтеза аддитивных полимеров называется аддитивной полимеризацией. Любой процесс конденсации, в результате которого образуются полимеры, называется конденсационной полимеризацией. Следовательно, аддитивная полимеризация - это реакция между мономерами с множественными связями, когда они соединяются вместе, образуя насыщенные полимеры. А в реакциях конденсации функциональные группы двух мономеров реагируют вместе, высвобождая небольшую молекулу с образованием полимера.
Мономер должен представлять собой ненасыщенную молекулу при аддитивной полимеризации, тогда как мономеры представляют собой насыщенные молекулы при конденсационной полимеризации. Для сравнения, полимеризация присоединения является быстрым процессом, тогда как полимеризация конденсации является довольно медленным процессом. В качестве конечного продукта аддитивной полимеризации образуются полимеры с высокой молекулярной массой, которые не поддаются биологическому разложению и с трудом перерабатываются. В результате конденсационной полимеризации в качестве конечного продукта образуются низкомолекулярные полимеры, которые биоразлагаемы и легко перерабатываются по сравнению с аддитивными полимерами.
Резюме – Полимеризация присоединением против полимеризации конденсации
Добавление и конденсационная полимеризация являются двумя основными процессами получения полимерного соединения. Между этими двумя процессами есть много различий. Разница между аддитивной и конденсационной полимеризацией заключается в том, что для аддитивной полимеризации мономер должен представлять собой ненасыщенную молекулу, тогда как для конденсационной полимеризации мономеры представляют собой насыщенные молекулы.
