Avainero katenoinnin ja polymeroinnin välillä on se, että katenaatio sisältää saman kemiallisen alkuaineen atomien sitoutumisen makromolekyylin muodostamiseksi, kun taas polymerointi sisältää monomeerien sitoutumisen makromolekyylin muodostamiseksi.
Polymerointi on myös eräänlainen katenaatioreaktio joissain kohdissa. Polymerointi voi käyttää tai ei saa käyttää samanlaisia atomeja polymeerimateriaalin muodostamiseen, mutta katenaatioprosessissa samanlaiset atomit kiinnittyvät aina toisiinsa muodostaen ketjurakenteita.
Mitä katenaatio on?
Katenaatio on tietyn kemiallisen alkuaineen atomien kyky sitoutua toisiinsa muodostaen ketjun tai rengasrakenteen. Yleisimmin kemiallinen alkuaine hiili osallistuu katenaatioon, koska hiili pystyy muodostamaan alifaattisia ja aromaattisia rakenteita sitomalla suuren määrän hiiliatomeja. Lisäksi on joitakin muita kemiallisia alkuaineita, jotka voivat muodostaa näitä rakenteita, mukaan lukien rikki ja fosfori.
Kuva 01: Butaani sisältää hiiliatomien ketjun
Jos tietty kemiallinen alkuaine joutuu katenaatioon, sen atomien valenssin on oltava vähintään kaksi. Lisäksi tämän kemiallisen alkuaineen on kyettävä muodostamaan vahvoja kemiallisia sidoksia lajissaan olevien atomien välille; esim. kovalenttiset sidokset. Polymerointi on myös eräänlainen katenaatioreaktio. Esimerkkejä kemiallisista alkuaineista, jotka voivat joutua katenaatioon:
- hiili
- Rikki
- Pii
- Germanium
- Typpi
- Selenium
- Tellurium
Mitä on polymerointi?
Polymerointi on polymeerimateriaalin muodostamisprosessi. Tämä on kemiallinen reaktio, joka tapahtuu pääasiassa kolmella tavalla: vapaaradikaalipolymerointi, ketjukasvupolymerointi ja vaiheittainen kasvupolymerointi.
Vapaiden radikaalien polymerointi on prosessi, jossa muodostetaan polymeerimateriaalia lisäämällä vapaita radikaaleja. Radikaaleja voi muodostua useilla tavoilla. Usein tähän radikaalien muodostukseen liittyy initiaattorimolekyyli. Tässä muodostuu polymeeriketju lisäämällä ei-radikaalisten monomeerien kanssa tuotettu radikaali. Tämän prosessin kolme päävaihetta sisältävät seuraavat.
- Aloitus
- Levittäminen
- Päättäminen
Aloitusvaiheella on reaktiivinen piste. Tässä vaiheessa polymeeriketju alkaa muodostua. Toisessa vaiheessa polymeeri käyttää aikansa polymeeriketjun kasvattamiseen. Viimeinen vaihe, lopetus, sisältää polymeeriketjun kasvun lopettamisen. Se voi tapahtua useilla tavoilla:
- Kahden kasvavan polymeeriketjun päiden yhdistelmä
- Polymeeriketjun kasvavan pään yhdistelmä initiaattorin kanssa
- Radikaali disproportionaatio (vetyatomin poistaminen, muodostaen tyydyttymättömän ryhmän)
Ketjukasvupolymerointi on eräänlainen polymerointireaktio, jossa polymeerejä muodostuu tyydyttymättömistä monomeereistä. Tätä menetelmää kutsutaan myös additiopolymeroinniksi, koska monomeerejä lisätään polymeeriketjujen päihin. Ketjun kasvupolymerointiprosessin aikana monomeerit kiinnittyvät ketjuun kasvavan polymeeriketjun aktiivisessa kohdassa, yksi monomeeri kerrallaan.
Kuva 02: Vinyylikloridipolymerointi
Vaihekasvupolymerointi on eräänlainen polymerointiprosessi, jossa polymeerin muodostuminen tapahtuu kaksi- tai monifunktionaalisten monomeerien muodostumisen kautta. Tämä polymerointitekniikka tunnetaan myös kondensaatiopolymerointina. Tässä prosessissa polymeeriketjuja ei muodostu alussa. Ensin muodostuu dimeerit, trimeerit ja tetrameerit. Sitten nämä oligomeerit yhdistyvät keskenään muodostaen pitkiä polymeeriketjuja. Siksi monomeerit eivät kiinnity polymeeriketjujen päihin kuten ketjun kasvupolymeroinnissa.
Mitä eroa katenaatiolla ja polymeroinnilla on?
Katenaatio on tietyn kemiallisen alkuaineen atomien kyky sitoutua toisiinsa muodostaen ketjun tai rengasrakenteen. Polymerointi puolestaan on polymeerimateriaalin muodostumista. Joten avainero katenoinnin ja polymeroinnin välillä on se, että katenaatio sisältää saman kemiallisen alkuaineen atomien sitoutumisen makromolekyylin muodostamiseksi, kun taas polymerointi sisältää monomeerien sitoutumisen makromolekyylin muodostamiseksi. Jotkut polymerointireaktiot voidaan kuitenkin luokitella myös katenaatioreaktioksi yleisen menettelytavan ansiosta.
Alla infografiassa on yhteenveto katenoinnin ja polymeroinnin erosta.
Yhteenveto – Katenaatio vs polymerointi
Avainero katenoinnin ja polymeroinnin välillä on se, että katenaatio sisältää saman kemiallisen alkuaineen atomien sitoutumisen makromolekyylin muodostamiseksi, kun taas polymerointi sisältää monomeerien sitoutumisen makromolekyylin muodostamiseksi. Jotkut polymerointireaktiot voidaan luokitella myös katenaatioreaktioiksi yleisen menettelytavan ansiosta.
