Hvad er radikal polymerisation?
Ordet polymer betyder "mange enheder" og henviser til en kemisk proces med at tilføje en enhed til en anden, til en anden - og så videre - indtil der er produceret en kæde af den ønskede størrelse. Nogle polymerisationsreaktioner anvender positivt ladede carbonioner eller carbocations; mens andre anvender negativt ladede carbonatomer eller carbanions. Alligevel udfører en tredje mekanisme opgaven ved hjælp af frie radikaler, og processen kaldes radikal polymerisation. Frie radikaler er atomer eller molekylære fragmenter med en reaktiv uparret elektron, der kan bruges til at øge størrelsen på et mindre molekyle. En "initiator" er påkrævet for at begynde reaktionen i frie radikal polymerisation.
Generelt er initiativtageren et molekyle, der har en svag kemisk binding, der opdeles jævnt i radikaler, hvert fragment fjerner en enkelt elektron i stedet for det ene fragment, der modtager både elektroner og den anden, ingen. Klorgas (cl 2 ) udsat for ultraviolet lys opdeler i to radikaler, EACH noteret som cl ∙ med en prik, der repræsenterer den ensomme elektron. Når denne reaktive radikale forenes med et elektrisk neutralt organisk molekyle, er resultatet en større radikal, der kan reagere yderligere, og så videre. Yderligere almindelige initiatorer inkluderer organiske peroxider-med en-(O-O)-binding-og azo-compounds-forbindelser med en-(n = n)-Bond.
Når reaktionen er påbegyndt, fortsætter forplantningen af reaktionen, med antallet af frie radikaler, der forbliver i det væsentlige konstant. Et eksempel på dette kan ses i den radikale polymerisation af ethylengas under anvendelse af en organisk peroxidinitiator, R - O - R. En lille mængde peroxid opdeles i dets komponentradikaler (R - O ∙) og fodres i ethylengas (CH 2 = CH 2 ). De to reagerer, hvilket resulterer i tillæg og tilstedeværelsen af en ny art (R - O - CH 2 –ch 2 ∙). Dette er i sig selv reaktivt og angriber et sekundEthylen gasmolekyle til at producere endnu en, større arter (R - O - CH 2 –ch 2 CH 2 –ch 2 ∙); Til sidst stoppes reaktionen.
Selvom den radikale polymerisationsreaktion stoppes på et praktisk tidspunkt, er der naturlige processer, der reducerer antallet af tilgængelige deltagere i fri radikal reaktion, før dette punkt er nået. En af disse kaldes "kombination", den utilsigtede sammenføjning af frie radikaler. I det citerede eksempel, 2 r - o - ch 2 –Ch 2 ∙ → r - o - ch 2 –Ch 2 –ch 2 –ch 2 –O - R. En anden bivirkning er "uforholdsmæssig", hvor en radikal snapper et hydrogenatom fra et andet radikalt, som i R - O - CH 2 –ch 2 ∙ + ∙ CH 2 –ch 2 –O - R → R - O - CH 2 CH 3 + + + CH 2 = CH - O - R. Den resulterende polymer, polyethylen, kan skrives - (CH 2 –ch 2 ) n -. Da ikke alle produktkæder i radikalenPolymerisationsprocessen vil have samme længde på tidspunktet for reaktionsafslutning, molekylvægt kan gives som en gennemsnitlig molekylvægt eller som en form for molekylvægtfordeling.