Hva er radikal polymerisering?
Ordet polymer betyr "mange enheter", og refererer til en kjemisk prosess med å legge en enhet til en annen, til en annen - og så videre - til en kjede med ønsket størrelse er produsert. Noen polymerisasjonsreaksjoner bruker positivt ladede karbonioner, eller karbokasjoner; mens andre bruker negativt ladede karbonatomer eller karbanjoner. Likevel fullfører en tredje mekanisme oppgaven ved bruk av frie radikaler, og prosessen kalles radikal polymerisasjon. Frie radikaler er atomer eller molekylære fragmenter med et reaktivt, parret elektron som kan brukes til å øke størrelsen på et mindre molekyl. En "initiator" er påkrevd for å starte reaksjonen i fri radikal-polymerisasjon.
Generelt er initiativtakeren et molekyl som har en svak kjemisk binding som splittes jevnt i radikaler, idet hvert fragment tar bort et enkelt elektron, i stedet for at et fragment mottar både elektroner og det andre, ingen. Klorgass (Cl 2 ) utsatt for ultrafiolett lys deler seg i to radikaler, hver angitt som Cl ∙, med en prikk som representerer det elektroniske elektronet. Når denne reaktive radikalen forenes med et elektrisk nøytralt organisk molekyl, er resultatet en større radikal som kan reagere videre, og så videre. Ytterligere vanlige initiatorer inkluderer organiske peroksider - med en - (O – O) - binding - og azoforbindelser - forbindelser som har en - (N = N) - binding.
Når reaksjonen er startet, fortsetter forplantningen av reaksjonen, med antallet frie radikaler som forblir i det vesentlige konstant. Et eksempel på dette kan sees ved radikalpolymerisasjon av etylengass ved å bruke en organisk peroksydinitiator, R – O – O – R. En liten mengde peroksyd blir delt opp i komponentradikalene (R – O ∙) og tilført etylengassen (CH2 = CH2). De to reagerer, noe som resulterer i tillegg og tilstedeværelsen av en ny art (R – O – CH 2 –CH 2 ∙). Dette er i seg selv reaktivt, og angriper et andre etylengassmolekyl for å produsere enda en større art (R – O – CH 2 –CH 2 CH 2 –CH 2 ∙); til slutt blir reaksjonen stoppet.
Selv om radikalpolymerisasjonsreaksjonen stoppes på et passende tidspunkt, er det naturlige prosesser som reduserer antall tilgjengelige deltakere av frie radikalereaksjoner før dette punktet er nådd. En av disse kalles "kombinasjon", utilsiktet sammenføyning av frie radikaler. I det siterte eksemplet, 2 R – O – CH 2 –CH 2 ∙ → R – O – CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –O – R. En annen side-reaksjon er "disproporsjonering", der en radikal snapper et hydrogenatom fra en annen radikal, 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 polymeren, polyetylen, kan skrives - (CH2 –CH2) n -. Siden ikke alle produktkjedene i den radikale polymerisasjonsprosess vil være av samme lengde på tidspunktet for reaksjonsterminering, kan molekylvekten gis som en gjennomsnittlig molekylvekt eller som en form for molekylvektfordeling.