Wat is radicale polymerisatie?
Het woord polymeer betekent veel eenheden en verwijst naar een chemisch proces om de ene eenheid aan de andere toe te voegen, aan de andere mdash;enzovoort op mdash;totdat een ketting van de gewenste grootte is geproduceerd.Sommige polymerisatiereacties maken gebruik van positief geladen koolstofionen of carbocaties;terwijl anderen negatief geladen koolstofatomen of carbanions in dienst hebben.Toch volbrengt een derde mechanisme de taak met behulp van vrije radicalen en het proces wordt radicale polymerisatie genoemd.Vrije radicalen zijn atomen of moleculaire fragmenten met een reactief ongepaard elektron dat kan worden gebruikt om de grootte van een kleiner molecuul te vergroten.Een initiator is vereist om de reactie in vrije radicale polymerisatie te beginnen.
Over het algemeen is de initiator een molecuul die een zwakke chemische binding bezit die gelijkmatig in radicalen splitst, elk fragment dat een enkel elektron wegneemt, in plaats van een fragment dat zowel elektronen ontvangt als deandere, geen.Chloorgas (CL 2 ) blootgesteld aan ultraviolet licht splitst zich in twee radicalen, elk opgemerkt als Cl ∙, met een stip die het eenzame elektron vertegenwoordigt.Wanneer deze reactieve radicaal verenigt met een elektrisch neutraal organisch molecuul, is het resultaat een groter radicaal dat verder kan reageren, enzovoort.Aanvullende gemeenschappelijke initiatiefnemers zijn organische peroxiden en mdash;met een - (o - o) - bond mdash;en azo-compounds mdash;Verbindingen met een - (n ' n) - binding.
Zodra de reactie is geïnitieerd, gaat de verspreiding van de reactie door, waarbij het aantal vrije radicalen in wezen constant blijft.Een voorbeeld hiervan is te zien in de radicale polymerisatie van ethyleengas met behulp van een organische peroxide -initiator, R - O - O - R.Een kleine hoeveelheid peroxide wordt opgesplitst in zijn componentradicalen (R - O ∙) en ingevoerd in ethyleengas (CH 2 ' CH 2 ).De twee reageren, resulterend in aanvulling en de aanwezigheid van een nieuwe soort (R - O - Ch 2 –CH 2 ∙ ∙).Dit is zelf reactief en valt een tweede ethyleengasmolecuul aan om nog een andere, grotere soort te produceren (R - O - Ch 2 –CH 2 CH 2 –CH 2 ∙ ∙);Uiteindelijk wordt de reactie gestopt.
Hoewel de radicale polymerisatiereactie op een handig punt wordt gestopt, zijn er natuurlijke processen die het aantal beschikbare deelnemers aan de vrije radicalen verminderen voordat dat punt wordt bereikt.Een daarvan wordt combinatie genoemd, de onbedoelde samenvoeging van vrije radicalen.In het geciteerde voorbeeld, 2 r - o - ch 2 –ch 2 ∙ → → r - o - ch 2 –ch 2 –ch 2 –ch 2 –o - r.Een andere nevenreactie is disproportionering, waarbij de ene radicaal een waterstofatoom uit een ander radicaal rukt, zoals in r - o - ch 2 –ch 2 ∙ + ∙ ch 2 –ch 2 –o - r →R - O - Ch 2 CH 3 + CH 2 ' CH - O - R.Het resulterende polymeer, polyethyleen, kan worden geschreven - (ch 2 –ch 2 ) n -.Aangezien niet alle productketens in het radicale polymerisatieproces op gelijke lengte zullen zijn op het moment van reactieterminatie, kan molecuulgewicht worden gegeven als een gemiddeld molecuulgewicht of als enige vorm van molecuulgewichtsverdeling.