Cos'è la polimerizzazione radicale?
La parola polimero significa "molte unità" e si riferisce a un processo chimico di aggiungere un'unità a un'altra, a un'altra - e così via - fino a quando non è stata prodotta una catena della dimensione desiderata. Alcune reazioni di polimerizzazione impiegano ioni di carbonio caricati positivamente o carbocazioni; mentre altri impiegano atomi di carbonio o carbanioni caricati negativamente. Tuttavia, un terzo meccanismo svolge l'attività usando i radicali liberi e il processo è chiamato polimerizzazione radicale. I radicali liberi sono atomi o frammenti molecolari con un elettrone reattivo non accoppiato che può essere utilizzato per aumentare le dimensioni di una molecola più piccola. È necessario un "iniziatore" per iniziare la reazione nella polimerizzazione dei radicali liberi.
In generale, l'iniziatore è una molecola che possiede un legame chimico debole che si divide uniformemente in radicali, ogni frammento che toglie un singolo elettrone, piuttosto che un frammento che riceve sia gli elettroni che l'altro, nessuno. Il gas di cloro (Cl 2 ) esposto a luce ultravioletta si divide in due radicali, EACH notato come cl ∙, con un punto che rappresenta l'elettrone solitario. Quando questo radicale reattivo si unisce con una molecola organica elettricamente neutra, il risultato è un radicale più grande che può reagire ulteriormente e così via. Ulteriori iniziatori comuni includono perossidi organici-con un-(O-O)-Bond-e Azo-Compone-Composti con un-(n = n)-legame.
Una volta iniziata la reazione, la propagazione della reazione continua, con il numero di radicali liberi rimanenti essenzialmente costanti. Un esempio di ciò può essere visto nella polimerizzazione radicale del gas etilene usando un iniziatore di perossido organico, R - O - O - R. Una piccola quantità di perossido viene divisa nei suoi radicali componenti (R - O ∙) e alimentata in gas etilene (CH 2 = ch 2 ). I due reagiscono, risultando in aggiunta e la presenza di una nuova specie (R - O - CH 2 –Ch 2 ∙). Questo è esso stesso reattivo e attacca un secondomolecola di gas etilene per produrre ancora un'altra specie più grande (R - O - CH 2 –Ch 2 ch 2 –ch 2 ∙); Alla fine, la reazione viene fermata.
Sebbene la reazione di polimerizzazione radicale sia arrestata in un punto conveniente, ci sono processi naturali che riducono il numero di partecipanti a reazione radicali liberi disponibili prima che venga raggiunto quel punto. Uno di questi si chiama "combinazione", l'adesione non intenzionale dei radicali liberi. Nell'esempio citato, 2 R - O - CH 2 –Ch 2 ∙ → R - O - CH 2 –Ch 2 –Ch 2 –ch 2 –o - r. Un'altra reazione laterale è la "sproporzione", in cui un radicale strappa un atomo di idrogeno da un altro radicale, come in R - O - CH 2 –Ch 2 ∙ + ∙ CH 2 –Ch –Ch –Ch –Ch 2 –o - r → r - o - 2 CH 2 = CH - O - R. Il polimero risultante, in polietilene, può essere scritto - (ch 2 –ch 2 ) n -. Dal momento che non tutte le catene del prodotto nel radicaleIl processo di polimerizzazione sarà di uguale lunghezza al momento della terminazione della reazione, il peso molecolare può essere somministrato come peso molecolare medio o come una qualche forma di distribuzione del peso molecolare.