Polimeryzacja addycyjna
Polimeryzacja addycyjna to reakcja łańcuchowa, w której wzrost łańcucha polimeru (makrocząsteczki, czyli związku wielkocząsteczkowego) zachodzi wyłącznie w wyniku reakcji monomeru(ów) (związków małocząsteczkowych) z centrum(ami) aktywnym(i) łańcucha polimerowego z regeneracją centrum aktywnego na końcu każdego etapu wzrostu (wg zaleceń International Union of Pure and Applied Chemistry – IUPAC, czyli Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej Komisji) [1]. Polimeryzacja łańcuchowa to mechanizm polimeryzacji, w którym cząsteczki monomeru przyłączają się pojedynczo do aktywnego miejsca rosnącego łańcucha polimeru [2], [3].
reaktywne miejsce w cząsteczce zdolne do przyłączania substratu; centrum aktywnym może być np. rodnik, jon (kation, anion), silnie spolaryzowane wiązanie kowalencyjne.
W zależności od zastosowanego inicjatora (czyli substancji, która daje początek reakcji polimeryzacji) i rodzaju monomeru można wyróżnić następujące mechanizmy polimeryzacji addycyjnej:
- polimeryzację rodnikową;
- polimeryzację jonową (kationową i anionową);
- polimeryzację koordynacyjną.
Etapy polimeryzacji addycyjnej
Proces reakcji polimeryzacji addycyjnej można podzielić na trzy główne etapy (szczegółowo scharakteryzowane w rozdziale Polimeryzacja rodnikowa ):
- inicjacja – rozpoczęcie reakcji polimeryzacji (powstają centra aktywne, startuje łańcuch kinetyczny);
- propagacja – wzrost łańcucha polimerowego;
- terminacja – zakończenie łańcucha polimerowego.
Powyższe etapy przebiegają z różnymi szybkościami reakcji chemicznej.
O szybkości reakcji polimeryzacji decyduje etap najwolniejszy (tzw. stadium kontrolujące reakcję).
Przykłady monomerów biorących udział w polimeryzacji addycyjnej
Reakcje polimeryzacji łańcuchowej zachodzą najczęściej z udziałem:
- monomerów z wiązaniem podwójnym (np. alkeny, dieny, aldehydy);
- monomerów z wiązaniem potrójnym (np. alkiny);
- monomerów posiadających zdolność do otwierania pierścienia (np. oksirany, cyklobutan).
Bibliografia
1. Jones R. G. (reviewed by): Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature. IUPAC Recommendations 2008 : Jones R. G., Kahovec J., Stepto R., Wilks E. S., Hess M., Kitayama T., Val Metanomski W. (Eds.), Chemistry International 2009, Vol. 31, Iss. 4, pp. 32-33, dostęp:10.08.20202. Rabek J. F.: Współczesna wiedza o polimerach. (T. 2) Polimery naturalne i syntetyczne, otrzymywanie i zastosowanie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.
3. Florjańczyk Z., Penczek S. (Red.): Chemia polimerów. (T. 1) Makrocząsteczki i metody ich otrzymywania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001.