Wat is radicale polymerisatie?

Het woord polymeer betekent "veel eenheden" en verwijst naar een chemisch proces van het toevoegen van de ene eenheid aan de andere, aan de andere - enzovoort - 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.

In het algemeen is de initiator een molecuul dat 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 die zowel elektronen en het andere, geen, geen. Chloorgas (Cl ₂ ) blootgesteld aan ultraviolet licht splitst zich in twee radicalen, EACH genoteerd als Cl ∙, met een stip die het enige elektron vertegenwoordigt. Wanneer deze reactieve radicaal verenigt met een elektrisch neutraal organisch molecuul, is het resultaat een groter radicaal dat verder kan reageren, enzovoort. Extra gemeenschappelijke initiatoren omvatten organische peroxiden-met een-(o-o)-binding-en azo-compounds-verbindingen met een-(n = n)-binding.

Zodra de reactie is geïnitieerd, gaat de voortplanting van de reactie door, met het aantal vrije radicalen dat 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 seconde aanethyleengasmolecuul om nog een andere, grotere soorten 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 vrije radicale reactie -deelnemers verminderen voordat dat punt wordt bereikt. Een daarvan wordt "combinatie" genoemd, de onbedoelde samenwerking 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. Another side reaction is "disproportionation," in which one radical snatches a hydrogen atom from another radical, as in R–O–CH₂–CH₂∙ + ∙CH₂–CH₂–O–R → R–O–CH₂CH₃ + CH ₂ = CH - O - R. Het resulterende polymeer, polyethyleen, kan worden geschreven - (ch ₂ –CH ₂ ) _n -. Omdat niet alle productketens in de radicalePolymerisatieproces zal van gelijke lengte zijn op het moment van reactieterminatie, het molecuulgewicht kan worden gegeven als een gemiddeld molecuulgewicht of als een vorm van molecuulgewichtverdeling.