Avainero additio- ja radikaalipolymeroinnin välillä on, että additiopolymerointi tapahtuu lisäämällä tyydyttymättömiä monomeerejä, kun taas radikaalipolymerointi tapahtuu lisäämällä vapaita radikaaleja.
Polymerointi on prosessi, jossa valmistetaan polymeeriä käyttämällä suurta määrää monomeerejä. Polymerointiprosesseja on kaksi päätyyppiä; ne ovat additiopolymerointi, kondensaatiopolymerointi. Radikaalipolymerointi on additiopolymeroinnin muoto.
Mikä on additiopolymerointi?
Se on prosessi additiopolymeerin muodostamiseksi yhdistämällä tyydyttymättömiä monomeerejä. Yleisin additiopolymeerimuoto on polyolefiinipolymeerit. Polyolefiinipolymeerit muodostuvat, kun olefiinimonomeerit kytkeytyvät toisiinsa. Olefiinit ovat pieniä tyydyttymättömiä yhdisteitä, kuten alkeeni. Siksi näiden olefiinien polymeroituessa näiden monomeerien tyydyttymättömät sidokset muuttuvat tyydyttyneiksi sidoksiksi. Additiopolymeroinnin monomeeri voi kuitenkin olla radikaali, kationi tai anioni.
Kuva 1: Polypropeenin kaaviomainen rakenne, joka on polyolefiinipolymeeri
Additiopolymeerien synteesi:
Additiopolymeroinnin päämuotoa on kolme. Jokainen polymerointi alkaa tietyllä initiaattorilla, mikä johtaa polymerointiprosessiin.
- Radikaalipolymerointi sisältää monomeerien polymeroinnin radikaalin läsnä ollessa, joka voi hyökätä monomeeriin ja muodostaa hiiliradikaalin.
- Kationisen polymerointiprosessin initiaattori on happo, joka voi muodostaa karbokationin
- Anionisen polymerointiprosessin initiaattori on nukleofiili, joka voi muodostaa karbanionin
Joitakin esimerkkejä additiopolymeereistä ovat seuraavat:
- LDPE (pienitiheyspolyeteeni)
- HDPE (suuritiheyksinen polyeteeni)
- PVC (polyvinyylikloridi)
- Polypropeeni
- polystyreeni
Mitä radikaalipolymerointi on?
Se on prosessi, jossa muodostetaan polymeerimateriaalia lisäämällä vapaita radikaaleja. Radikaalien muodostuminen voi tapahtua useilla tavoilla. Usein siihen liittyy kuitenkin radikaalin muodostava initiaattorimolekyyli. Polymeeriketju muodostuu lisäämällä ei-radikaalisten monomeerien kanssa tuotettu radikaali.
Kuva 2: Nitroksidivälitteinen vapaaradikaalipolymerointi PVC:lle
Radikaalipolymerointiprosessissa on kolme päävaihetta:
- Aloitus
- Levittäminen
- Päättäminen
Aloitusvaihe luo reaktiivisen pisteen. Se on piste, josta polymeeriketju muodostuu. Toinen vaihe on lisääntymisvaihe, jossa polymeeri viettää aikansa polymeeriketjun kasvattamiseen. Lopetusvaiheessa polymeeriketjun kasvu pysähtyy. Se voi tapahtua useilla tavoilla:
- Kahden kasvavan polymeeriketjun päiden yhdistelmä
- Polymeeriketjun kasvavan pään yhdistelmä initiaattorin kanssa
- Radikaali disproportionaatio (vetyatomin poistaminen, muodostaen tyydyttymättömän ryhmän)
Mitä yhtäläisyyksiä additio- ja radikaalipolymeroinnilla on?
- Molemmat ovat additiopolymerointiprosessin muotoja
- Molemmat polymerisaatiot sisältävät kolme vaihetta: polymeeriketjun kasvun aloitus, eteneminen ja lopettaminen.
Mitä eroa on additio- ja radikaalipolymeroinnilla?
Lisäys vs radikaalipolymerointi |
|
| Additiospolymerointi on prosessi, jossa muodostetaan additiopolymeeri yhdistämällä tyydyttymättömiä monomeerejä. | Radikaalipolymerointi on prosessi, jossa muodostetaan polymeerimateriaalia lisäämällä vapaita radikaaleja. |
| Käytettyjen monomeerien luonne | |
| Olefiinit tai tyydyttymättömät yhdisteet, joissa on tavallisesti kaksoissidos | Vapaat radikaalit, joilla on parittomia elektroneja |
| Monomeerisidonta | |
| Monomeerien kaksoissidokset kyllästyvät polymeroinnin päätyttyä | Pariutumattomat elektronit radikaaleissa pariutuvat polymeroinnin päätyttyä |
| Monomeerien reaktiivisuus | |
| Monomeerit käyvät läpi additiopolymeroinnin, kun kaksoissidos muuttuu yksinkertaiseksi sidokseksi | Monomeerit käyvät läpi radikaalipolymeroitumisen vapaiden radikaalien korkean reaktiivisuuden vuoksi. |
Yhteenveto – additio vs radikaalipolymerointi
Lisäys ja radikaalipolymerointi ovat kaksi yleistä polymerointitekniikkaa. Radikaalipolymerointi on additiopolymeroinnin muoto. avainero additio- ja radikaalipolymeroinnin välillä on, että additiopolymerointi tapahtuu lisäämällä tyydyttymättömiä monomeerejä, kun taas radikaalipolymerointi tapahtuu lisäämällä vapaita radikaaleja.
