La polimerización catiónica

Muchos مونومرهای de Vinilo Group, el fabricante de la electrónica, tales como آلکوکسی., el fenilo o alquilo fácilmente en la presencia de muy pequeñas cantidades de catalizador del tipo de los utilizados en la reacción de Friedel-Crafts پلیمریزه son. Ejemplos de کاتالیزورهای eficaz incluyen: AlCl 3 , AlBr 3 , BF 3 , TiCl 4 , SnCl 4 . A veces ácidos پروتونیک fuerte, como el H 2 SO 4 , HClO 4 o H 3 PO 4 también se utiliza. 1, Arts 4 کاتالیزورهای Friedel-Craft ejemplos de ácidos de Lewis con la capacidad de un aceptor de electrones son fuertes. 10آنها generalmente de un catalizador y auxiliares, es decir, una Base de Lewis, tales como agua, alcohol o ácido acético requieren que el catalizador کمپلکسی formas que ضدیون la estabilización de la recombinación de prevenir. 2, y 9 :

Ácido Luis típico Terry, flúor, boro, BF 3 es que cuando la reacción con pequeñas cantidades de agua, الکتروفیل formación que puede causar el crecimiento de la cadena, se activará la:

Complejo, el iniciador puede ser de tres formas diferentes en la mezcla de reacción a: (a) a medida que las moléculas se ionizan, etc. (B) como el acoplamiento de iones, o (C) como iones libres (حلولی). 5 el grado de agregación y la solubilidad de afectar significativamente a la cinética de la polimerización afectará a esa energía, la solubilidad de los iones (que es en favor de la separación) y las fuerzas de atracción entre los iones (que hace que su relación sea) depende. 6 por lo general, para un par de iones separados, velocidad, reacción, más del par Iónico fuerte (solvente-puente). 5این explica por qué la cinética y la velocidad de polimerización fuertemente influenciada por la naturaleza de los solventes químicos y complejo, el iniciador no es el único tipo de monómero, la temperatura y la cantidad de iniciador. En la mayoría de los sistemas, la polimerización de catiónico, etc. El anión subir (Mucho) más grande que el de cationes, son, etc., de modo que la densidad de electrones es relativamente pequeño. Entonces, la solubilidad del anión puede ser hecho con la primera aproximación, ignorar. Desde el otro lado, la solubilidad de los کربوکاتیون puede ser bastante fuerte. 6 y 8

Similar polimerización de radicales libres, etc. el iniciador de un monómero añade que el centro de la creciente cadena de crea. En el caso de los complejos de los donantes ácido-Protón Louis como Terry fluoruro rubia مونوهیدرید, un Protón desde el complejo al doble enlace de monómeros de vinilo puede pasar que کربوکاتیون reacción produce:

En la que R’ es un sucesor de la diversión al aire libre electrónica y R es un hidrógeno o un reemplazo libre del proveedor, el electrón, el otro como un grupo de آلکوکسی o alquilo es.
De protones es un ácido پروتونیک fuerte (برونستد) también puede polimerización de catiónico para comenzar. La eficacia de la misma hasta el núcleo de la amistad abrir conjugado depende, es decir, el núcleo de la amistad de baja de iones de anti-causando polimerización puede ser. 5 en el caso de ácido perclórico (HClO 4 ), los pasos de comenzar a leer

En la etapa de lanzamiento, cada کربوکاتیون con un monómero de vinilo, de la reacción, y le da un کربوکاتیون nueva forma de:

Este paso hasta que todos los مونومرها ser consumido o hasta que los polímeros en la etapa final, se repiten. Este es el caso cuando el ion contador (gegen) es un Protón de una unidad a la terminal insaturados en el extranjero. Al final de la cadena, y el activo puede ser también un Protón de un monómero de pasar, y un catión, nuevas obras que pueden crecer en la cadena de disparo: 1,9

Pac de los Productos, de IRA, de Poli cloruro de aluminio (PAC)

Acerca de vinilo اترها, un Protón también puede ser de iones de anti-pasa que la liberación de کربوکاتاسیون también termina. 9

La polimerización de los catiónico generalmente a altas temperaturas y (muy) baja velocidad alta por hacer. 1 por esta razón, las condiciones de la reacción de un uniforme y constante no estará en durante la polimerización de la conserva. Por ejemplo, ایزوبوتیلن en 100 grados centígrados en la presencia de ácido Louise Fuerte en una fracción de segundo a la Poli butileno de alto peso molecular پلیمریزه puede ser. 1 para evitar el aumento excesivo de la temperatura en el tiempo de reacción. generalmente un refrigerante internamente añadido a la mezcla que con la evaporación de parte del líquido, el calor destruye.

Además, la velocidad de la reacción y del peso molecular con el aumento de la temperatura reducida. Por esta razón, generalmente, una temperatura más baja es el preferido. De hecho, pesos moleculares obtenidos a temperatura ambiente, a menudo mucho menor que el de los pesos derivados de la polimerización de radicales libres es. La velocidad de la reacción también es el tipo de Grupo de secundarios depende. En جرنرال, etc. cualquiera que sea el grupo de trailing کربوکاتیون más estable es la velocidad de la liberación es más. Evita esteárico también en la velocidad de polimerización afecta. Por ejemplo, para alquilo vinilo اترهای polimerizado moléculas de alrededor de -80 grados Centígrados, la velocidad de la reacción, respectivamente, la reducción: 5

Metil > n-butilo > etilo > IP propil > T-Butilo

Para los compuestos استایرنی la situación es más compleja. Para جانشینهای Párr, la velocidad del efecto de la inducción de la donante de electrones (+I) es el sucesor de aumento: OCH 3 > CH 3 > H, mientras que para un reemplazo, Orto, etc. جانشینها no importa el tipo de جانشینها debido a prevenir el espacio fuerte, y la liberación retardada tiene. .

Poli cloruro de aluminio (PAC)

Referencias y notas

  1. Paul Jay Fleury, los principios de la química de los polímeros, etc. la primera edición de 1953, de la Universidad de Cornell
  2. M. Pitsikalis, etc. polimerización Iónica . En: el módulo de referencia en Química Molecular, la Ciencia y la ingeniería química, 2013
  3. S. Aoshima, y S. Kanaoka, etc. Chem. Modif., 109, 5245-5287 (2009)
  4. Ácido برونستد como un donador de protones y abrir برونستد como el receptor de Protones se define como: 

    Por otro lado, el ácido de Lewis como receptor de par, el electrón y abierto como un donante de electrones pares se define. Así, un Protón es sólo una de las especies que puede ser utilizado como ácido de Lewis Ley:

     

  5. A. Ravve, los Principios de la Química de los Polímeros, 2md Ed., Kluwer Academic, Nueva York, 2012
  6. PH Plesch, JC, Austin, J. Poli. Científica: parte a: poli. Química . 46, 4265 – 4284 (2008)
  7. JP Kennedy. Jay. Poli. Científica: parte a: poli. La química. , 37, 2285 – 2293 (1999)
  8. La polimerización de los catiónico generalmente en حلالهایی con la polaridad de la baja a moderada, tales como hexano o کلروآلکانها hecho de que para los pares de los iones de پلشده con disolvente ayuda.
  9. MD Lechner, K. Sebastian Robertson, EH, Nordmeier, Makromolekulare Chemie , Birkaeuser, Berlín, 1993
    • El aumento de la densidad de electrones de los átomos del metal Central, por ejemplo, TiCl 4 > TiCl 2 .
    • Aumentar el número atómico del metal en cada grupo: Ti > Al > B. Sn > Si
    • Al reducir el tamaño de لیگاندها (de Iones pequeña central): BF 3 > BCl 3 > BBr 3 , TiCl 4 > TiBr 4قدرت de iones de metal ácido de Lewis para las propiedades y la estructura de la electrónica dependen de ella, y generalmente aumenta

    Por ejemplo, la potencia de los ácidos Louis para organizar el ranking es: BF 3 > AlBr 3 > TiBr 4 > BBr 3 > SnCl 4 . 5