라디칼 중합이란?
폴리머라는 용어는 "다수의 유닛"을 의미하며, 원하는 크기의 사슬이 생성 될 때까지 하나의 유닛을 다른 유닛에 다른 유닛에 추가하는 화학적 공정을 지칭한다. 일부 중합 반응은 양으로 하전 된 탄소 이온 또는 카보 양이온을 사용하고; 다른 이들은 음으로 하전 된 탄소 원자, 또는 카바 니온을 사용한다. 그러나 세 번째 메커니즘은 자유 라디칼을 사용하여 작업을 수행하며,이 과정을 라디칼 중합이라고합니다. 자유 라디칼은 더 작은 분자의 크기를 증가시키는 데 사용될 수있는 반응성 비공유 전자를 갖는 원자 또는 분자 단편이다. 자유 라디칼 중합에서 반응을 시작하기 위해서는 "개시제"가 필요하다.
일반적으로, 개시제는 약한 화학 결합을 갖는 분자로서 라디칼로 균등하게 분할되며, 각각의 단편은 전자와 다른 것 모두를받지 않고 하나의 전자가 아닌 단일 전자를 제거한다. 자외선에 노출 된 염소 가스 (Cl 2 )는 두 개의 라디칼 (각각 Cl ∙로 표기 됨)로 분리되며, 점은 고독 전자를 나타냅니다. 이 반응성 라디칼이 전기적으로 중성 인 유기 분자와 결합 할 때, 결과적으로 더 반응 할 수있는 더 큰 라디칼이 생성된다. 추가의 일반적인 개시제에는 – (O–O)-결합을 갖는 유기 과산화물 및 – (N = N)-결합을 갖는 아조 화합물이 포함됩니다.
일단 반응이 개시되면, 반응의 전파는 계속되고, 자유 라디칼의 수는 본질적으로 일정하게 유지된다. 이것의 한 예는 유기 과산화물 개시제 R-O–O-R을 사용하는 에틸렌 가스의 라디칼 중합에서 볼 수 있습니다. 소량의 과산화물이 성분 라디칼 (R–O ∙)로 분리되어 에틸렌 가스 (CH 2 = CH 2 )로 공급됩니다. 이 두 반응은 새로운 종 (R-O-CH 2 -CH 2 ∙)을 추가하고 존재하게한다. 이것은 그 자체로 반응성이며, 또 다른 더 큰 종 (R-O-CH 2 -CH 2 CH 2 –CH 2 ∙)을 생성하기 위해 두 번째 에틸렌 가스 분자를 공격합니다. 결국, 반응이 정지된다.
라디칼 중합 반응이 편리한 지점에서 중단 되더라도, 그 지점에 도달하기 전에 이용 가능한 자유 라디칼 반응 참여자의 수를 감소시키는 자연적인 과정이 존재한다. 이들 중 하나는 의도하지 않은 자유 라디칼의 결합 인 "조합"이라고합니다. 인용 된 예에서 2 R–O–CH 2 –CH 2 ∙ → R–O–CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –O–R. 또 다른 부반응은 "불균형 화"인데, 여기서 하나의 라디칼은 R–O–CH 2 –CH 2 ∙ + ∙ CH 2 –CH 2 –O–R → R–O–CH 2 에서와 같이 다른 라디칼에서 수소 원자를 제거합니다. CH 3 + CH 2 = CH–O–R. 생성 된 중합체, 폴리에틸렌은 – (CH 2 -CH 2 ) n –로 쓸 수 있습니다. 라디칼 중합 공정에서 모든 생성물 사슬이 반응 종결시 길이가 같지 않기 때문에, 분자량은 평균 분자량 또는 일부 형태의 분자량 분포로 제공 될 수있다.