Основное различие между аддитивной и радикальной полимеризацией заключается в том, что аддитивная полимеризация происходит за счет присоединения ненасыщенных мономеров, тогда как радикальная полимеризация происходит за счет присоединения свободных радикалов.
Полимеризация – это процесс получения полимера с использованием большого количества мономеров. Существует два основных типа процессов полимеризации; это полимеризация присоединения, полимеризация конденсации. Радикальная полимеризация представляет собой форму аддитивной полимеризации.
Что такое аддитивная полимеризация?
Это процесс образования аддитивного полимера путем связывания ненасыщенных мономеров. Наиболее распространенной формой аддитивных полимеров являются полиолефиновые полимеры. Полиолефиновые полимеры образуются, когда олефиновые мономеры соединяются друг с другом. Олефины представляют собой небольшие ненасыщенные соединения, такие как алкен. Следовательно, когда эти олефины подвергаются полимеризации, ненасыщенные связи этих мономеров превращаются в насыщенные связи. Однако мономер аддитивной полимеризации может быть радикалом, катионом или анионом.
Рисунок 1: Схематическая структура полипропилена, который является полиолефиновым полимером
Синтез полимеров присоединения:
Существуют три основные формы аддитивной полимеризации. Каждая полимеризация инициируется определенным инициатором, что приводит к процессу полимеризации.
- Радикальная полимеризация включает полимеризацию мономеров в присутствии радикала, который может атаковать мономер с образованием углеродного радикала.
- Инициатором процесса катионной полимеризации является кислота, которая может образовывать карбокатион
- Инициатором процесса анионной полимеризации является нуклеофил, способный образовывать карбанион
Некоторые примеры аддитивных полимеров:
- LDPE (полиэтилен низкой плотности)
- HDPE (полиэтилен высокой плотности)
- ПВХ (поливинилхлорид)
- Полипропилен
- Полистирол
Что такое радикальная полимеризация?
Это процесс формирования полимерного материала путем добавления свободных радикалов. Образование радикалов может происходить несколькими путями. Однако он часто включает молекулу инициатора, образующую радикал. Полимерная цепь образуется при добавлении радикала, полученного с нерадикальными мономерами.
Рисунок 2: Свободнорадикальная полимеризация ПВХ с участием нитроксида
В процессе радикальной полимеризации участвуют три основных этапа:
- Посвящение
- Распространение
- Прекращение
На этапе инициализации создается реактивная точка. Это точка, из которой формируется полимерная цепь. Второй этап - это этап распространения, на котором полимер тратит свое время на рост полимерной цепи. На стадии обрыва рост полимерной цепи прекращается. 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)
Каковы сходства между присоединением и радикальной полимеризацией?
- Оба являются формами процесса аддитивной полимеризации
- Оба процесса полимеризации включают три этапа: инициирование, распространение и прекращение роста полимерной цепи.
В чем разница между присоединением и радикальной полимеризацией?
Добавление против радикальной полимеризации |
|
| Аддитивная полимеризация – это процесс образования аддитивного полимера путем связывания ненасыщенных мономеров. | Радикальная полимеризация – это процесс формирования полимерного материала путем присоединения свободных радикалов. |
| Природа используемых мономеров | |
| Олефины или ненасыщенные соединения, обычно имеющие двойную связь | Свободные радикалы с неспаренными электронами |
| Связывание в мономерах | |
| Двойные связи в мономерах насыщаются после завершения полимеризации | Неспаренные электроны в радикалах становятся спаренными после завершения полимеризации |
| Реакционная способность мономеров | |
| Мономеры подвергаются аддитивной полимеризации, когда двойная связь превращается в одинарную | Мономеры подвергаются радикальной полимеризации из-за высокой реакционной способности свободных радикалов. |
Резюме – Добавление против радикальной полимеризации
Присоединение и радикальная полимеризация являются двумя распространенными методами полимеризации. Радикальная полимеризация представляет собой форму аддитивной полимеризации. Ключевое различие между аддитивной и радикальной полимеризацией заключается в том, что аддитивная полимеризация происходит за счет присоединения ненасыщенных мономеров, тогда как радикальная полимеризация происходит за счет присоединения свободных радикалов.
