Qu'est-ce que la polymérisation radicale?

Le mot polymère signifie «de nombreuses unités» et se réfère à un processus chimique d'ajouter une unité à une autre, à une autre - et ainsi de suite - jusqu'à ce qu'une chaîne de la taille souhaitée soit produite. Certaines réactions de polymérisation utilisent des ions de carbone chargés positivement ou des carbocations; tandis que d'autres emploient des atomes de carbone chargés négativement ou des carbanions. Pourtant, un troisième mécanisme accomplit la tâche utilisant des radicaux libres, et le processus est appelé polymérisation radicale. Les radicaux libres sont des atomes ou des fragments moléculaires avec un électron réactif non apparié qui peut être utilisé pour augmenter la taille d'une molécule plus petite. Un "initiateur" est nécessaire pour commencer la réaction dans la polymérisation des radicaux libres.

Généralement, l'initiateur est une molécule possédant une liaison chimique faible qui se divise uniformément en radicaux, chaque fragment en emportant un seul électron, plutôt qu'un fragment recevant à la fois des électrons et l'autre, aucun. Le chlore gazeux (Cl _{2 ) exposé à la lumière ultraviolette se divise en deux radicaux, EACH noté comme Cl ∙, avec un point représentant l'électron solitaire. Lorsque ce radical réactif unit avec une molécule organique électriquement neutre, le résultat est un radical plus grand qui peut réagir davantage, etc. Les initiateurs communs supplémentaires incluent des peroxydes organiques - avec un - (O - O) - Bond - et azo-composés - composés ayant un - (n = n) - Bond.}

Une fois la réaction initiée, la propagation de la réaction se poursuit, le nombre de radicaux libres restant essentiellement constants. Un exemple de cela peut être vu dans la polymérisation radicale du gaz d'éthylène à l'aide d'un initiateur de peroxyde organique, R - O - O - R. Une petite quantité de peroxyde est divisée en radicaux de composants (R - O ∙) et alimentée dans le gaz d'éthylène (Ch 2 = CH _{2 ). Les deux réagissent, résultant en plus et la présence d'une nouvelle espèce (r - o - ch 2 –ch 2 ∙). C'est lui-même réactif et attaque une secondemolécule de gaz d'éthylène pour produire encore une autre espèce plus grande (r - o - ch 2 –ch 2 ch 2 –ch 2 ∙); Finalement, la réaction est interrompue.}

Bien que la réaction de polymérisation radicale soit arrêtée à un point pratique, il existe des processus naturels qui diminuent le nombre de participants à la réaction radicale libre disponibles avant ce point. L'un d'eux s'appelle «combinaison», la jonction involontaire des radicaux libres. Dans l'exemple cité, 2 r - o - ch _{2 –ch 2 ∙ → R - O - Ch 2 –ch 2 –ch 2 –ch 2 –O - R. Une autre réaction secondaire est la «disproportionnement», dans laquelle un radical arrache un atome d'hydrogène d'un autre radical, comme dans R - O - Ch 2 –ch ∙ + ∙ ch 2 –ch 2 –o - r → Ch 2 = ch - o - r. Le polymère résultant, le polyéthylène, peut être écrit - (ch 2 –ch 2 ) n -. Puisque toutes les chaînes de produits ne sont pas dans le radicalLe processus de polymérisation sera de longueur égale au moment de la terminaison de la réaction, le poids moléculaire peut être donné comme un poids moléculaire moyen ou comme une certaine forme de distribution de poids moléculaire.}