ความแตกต่างที่สำคัญ – พอลิเมอไรเซชันประจุลบกับประจุบวก
โพลีเมอไรเซชันประจุลบและโพลีเมอไรเซชันที่เป็นประจุบวกเป็นปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของการเติบโตแบบลูกโซ่สองประเภทซึ่งใช้ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ประเภทต่างๆ ปฏิกิริยาทั้งสองนี้มีกลไกการเกิดปฏิกิริยาเหมือนกัน แต่ตัวเริ่มต้นปฏิกิริยาต่างกัน ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันประจุลบเริ่มต้นโดยสปีชีส์ประจุลบที่ใช้งานอยู่ ในขณะที่ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของประจุบวกนั้นเริ่มต้นโดยสปีชีส์ของประจุบวก นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างพอลิเมอไรเซชันประจุลบและประจุบวก ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันทั้งสองนี้มีความไวต่อตัวทำละลายที่ใช้
พอลิเมอไรเซชันประจุลบคืออะไร
แอนไอออนโพลิเมอไรเซชันเป็นปฏิกิริยาการเติบโตของลูกโซ่ซึ่งเริ่มด้วยประจุลบ ตัวเริ่มต้นหลายประเภทถูกใช้ในการทำพอลิเมอไรเซชันแบบประจุลบ ปฏิกิริยาต่อเนื่องนี้เกิดขึ้นในสามขั้นตอน: การเริ่มต้น การขยายพันธุ์ลูกโซ่ และการสิ้นสุดลูกโซ่ ปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันเหล่านี้เริ่มต้นโดยการเติมนิวคลีโอฟิลิกกับพันธะคู่ของโมโนเมอร์ ดังนั้น ตัวเริ่มต้นที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาควรเป็นนิวคลีโอไฟล์
การเริ่มต้นผ่านประจุลบอย่างแรง
พอลิเมอไรเซชันประจุบวกคืออะไร
การเกิดพอลิเมอไรเซชันของประจุบวกถือได้ว่าเป็นอีกประเภทหนึ่งของปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชันของสายโซ่ ไอออนบวกเริ่มต้นปฏิกิริยานี้โดยการถ่ายโอนประจุไปยังโมโนเมอร์ ซึ่งจะทำให้เกิดสปีชีส์ที่มีปฏิกิริยามากขึ้นต่อมา โมโนเมอร์ที่ไวปฏิกิริยาทำปฏิกิริยาในทำนองเดียวกันกับโมโนเมอร์อื่นๆ เพื่อก่อรูปพอลิเมอร์ มีโมโนเมอร์จำนวนจำกัดเท่านั้นที่สามารถอำนวยความสะดวกในปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอไรเซชันของประจุบวก โอเลฟินที่มีองค์ประกอบทดแทนการบริจาคอิเล็กตรอนและเฮเทอโรไซเคิลเหมาะสำหรับปฏิกิริยาประเภทนี้
การเริ่มต้นโดยกรดโปรติก
โพลีเมอไรเซชันประจุลบและประจุบวกต่างกันอย่างไร
ตัวอย่างผู้ริเริ่มและโมโนเมอร์:
โมโนเมอร์:
Anionic Polymerization: Anionic polymerization เกิดขึ้นกับโมโนเมอร์ที่มีกลุ่มการดึงอิเล็กตรอน เช่น ไนไตรล์ คาร์บอกซิล ฟีนิล และไวนิล
พอลิเมอไรเซชันประจุบวก: แอลคีนที่มีอัลคอกซี ฟีนิล ไวนิล และ 1, หมู่แทนที่ 1-ไดอัลคิลเป็นตัวอย่างของโมโนเมอร์ที่ใช้ในการทำให้พอลิเมอไรเซชันของประจุบวก
ผู้ริเริ่ม:
แอนไอออนิกโพลิเมอไรเซชัน: นิวคลีโอไฟล์ เช่น ไฮดรอกไซด์ อัลค็อกไซด์ ไซยาไนด์ หรือคาร์บาเนียนสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นในการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบประจุลบ คาร์บอนเนียนสามารถเกิดจากสายพันธุ์ออร์แกโนเมทัลลิก เช่น อัลคิลลิเธียมหรือกริกนาร์ดรีเอเจนต์
Cationic Polymerization: ตัวแทนอิเล็กโทรฟิลิก เช่น กรดฮาโลไฮดริก (HCl, HBr, H2SO4, HClO 4) คือกลุ่มหนึ่งของตัวริเริ่มที่ใช้ในปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันแบบประจุบวก นอกจากนี้ กรดลิวอิส (ตัวรับอิเล็กตรอน) และสารประกอบที่สามารถสร้างคาร์บอนเนียมไอออนยังสามารถเริ่มต้นการเกิดพอลิเมอไรเซชันได้ ตัวอย่างของกรด Lewis ได้แก่ AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl 4, AgClO4 และ I2 อย่างไรก็ตาม กรดลูอิสต้องการผู้ริเริ่มร่วม เช่น H 2O หรือสารประกอบฮาโลเจนอินทรีย์
กลไก:
Anionic Polymerization: Anionic polymerization ต้องการตัวเริ่มต้นเพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยาและโมโนเมอร์เพื่อสร้างพอลิเมอร์ในกรณีนี้ สปีชีส์ประจุลบที่มีปฏิกิริยาจะเริ่มต้นปฏิกิริยาโดยทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์ มอนอเมอร์ที่ได้คือคาร์บาเนียน ซึ่งทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์อีกตัวหนึ่งเพื่อสร้างคาร์บาเนียนใหม่ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยการเพิ่มโมโนเมอร์ลงในห่วงโซ่ที่กำลังเติบโตในลักษณะเดียวกัน และทำให้เกิดสายพอลิเมอร์ สิ่งนี้เรียกว่า “การขยายพันธุ์แบบลูกโซ่”
พอลิเมอไรเซชันของประจุบวก: สปีชีส์ของประจุบวกที่เป็นปฏิกิริยาเริ่มต้นปฏิกิริยาโดยการจับและถ่ายโอนประจุของมันไปยังโมโนเมอร์ โมโนเมอร์ที่ทำปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์อีกตัวหนึ่งเพื่อสร้างพอลิเมอร์ในลักษณะเดียวกับการทำปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันด้วยประจุลบ
อัตราการโต้ตอบ:
แอนไอออนิกโพลิเมอไรเซชัน: อัตราของปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันประจุลบค่อนข้างช้ากว่าปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของประจุบวก เนื่องจากประจุลบบนตัวเริ่มต้นประจุลบสามารถคงตัวได้ด้วยปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ เมื่ออิออนเหล่านี้เสถียร ก็จะเกิดปฏิกิริยาน้อยลง
พอลิเมอไรเซชันประจุบวก: อัตราของปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของประจุบวกค่อนข้างเร็วกว่าปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันประจุลบ เนื่องจากตัวเริ่มต้นของประจุบวกมีปฏิกิริยาสูงมาก ควบคุมและทำให้เสถียรได้ยาก
การใช้งาน:
Anionic Polymerization: Anionic polymerization ใช้ในการผลิตวัสดุที่สำคัญบางอย่าง เช่น ยางสังเคราะห์พอลิเดียน ยางสไตรีน/บิวทาไดอีนในสารละลาย (SBR) และสไตรีนเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์
Cationic Polymerization: Cationic polymerization ใช้ในการผลิต polyisobutylene (ใช้ใน inner tube) และ poly (N-vinylcarbazole) (PVK)