Het belangrijkste verschil tussen additie en radicale polymerisatie is dat de additiepolymerisatie plaatsvindt via de toevoeging van onverzadigde monomeren, terwijl de radicale polymerisatie plaatsvindt via de toevoeging van vrije radicalen.
Polymerisatie is het proces waarbij een polymeer wordt geproduceerd met behulp van een groot aantal monomeren. Er zijn twee hoofdtypen polymerisatieprocessen; ze zijn additiepolymerisatie, condensatiepolymerisatie. De radicaalpolymerisatie is een vorm van additiepolymerisatie.
Wat is additiepolymerisatie?
Het is het proces waarbij een additiepolymeer wordt gevormd door onverzadigde monomeren te koppelen. De meest voorkomende vorm van additiepolymeren zijn polyolefinepolymeren. Polyolefinepolymeren worden gevormd wanneer olefinemonomeren met elkaar verbinden. Olefinen zijn kleine onverzadigde verbindingen zoals alkeen. Daarom worden, wanneer deze olefinen polymerisatie ondergaan, de onverzadigde bindingen van deze monomeren omgezet in verzadigde bindingen. Het monomeer van additiepolymerisatie kan echter een radicaal, een kation of een anion zijn.
Figuur 1: Schematische structuur van polypropyleen, een polyolefinepolymeer
Synthese van additiepolymeren:
Er zijn drie hoofdvormen van additiepolymerisatie. Elke polymerisatie begint met een bepaalde initiator, wat leidt tot het polymerisatieproces.
- Radicale polymerisatie omvat de polymerisatie van monomeren in de aanwezigheid van een radicaal dat een monomeer kan aanvallen om een koolstofradicaal te maken.
- De initiator van een kationisch polymerisatieproces is een zuur dat een carbokation kan maken
- De initiator van een anionisch polymerisatieproces is een nucleofiel die een carbanion kan maken
Enkele voorbeelden voor additiepolymeren zijn als volgt:
- LDPE (lage dichtheid polyethyleen)
- HDPE (polyethyleen met hoge dichtheid)
- PVC (polyvinylchloride)
- Polypropyleen
- Polystyreen
Wat is radicale polymerisatie?
Het is het proces waarbij een polymeermateriaal wordt gevormd door de toevoeging van vrije radicalen. De vorming van radicalen kan op verschillende manieren plaatsvinden. Vaak gaat het echter om een initiatormolecuul dat een radicaal vormt. Een polymeerketen wordt gevormd door de toevoeging van het radicaal dat wordt geproduceerd met de niet-radicale monomeren.
Figuur 2: Door nitroxide gemedieerde polymerisatie van vrije radicalen voor PVC
Er zijn drie hoofdstappen betrokken bij het radicaalpolymerisatieproces:
- Initiatie
- Voortplanting
- Beëindiging
De initiatiestap creëert een reactief punt. Het is het punt van waaruit de polymeerketen wordt gevormd. De tweede stap is de propagatiestap waarin het polymeer zijn tijd besteedt aan het laten groeien van de polymeerketen. In de terminatiestap stopt de groei van de polymeerketen. Dat kan op verschillende manieren gebeuren:
- Combinatie van de uiteinden van twee groeiende polymeerketens
- Combinatie van het groeiende uiteinde van een polymeerketen met een initiator
- Radicale disproportionering (verwijdering van een waterstofatoom, vorming van een onverzadigde groep)
Wat zijn de overeenkomsten tussen toevoeging en radicale polymerisatie?
- Beide zijn vormen van additiepolymerisatieproces
- Beide polymerisaties omvatten drie stappen: initiatie, propagatie en beëindiging van de groei van de polymeerketen.
Wat is het verschil tussen toevoeging en radicale polymerisatie?
Toevoeging versus radicale polymerisatie |
|
| Aditiepolymerisatie is het proces waarbij een additiepolymeer wordt gevormd door onverzadigde monomeren te koppelen. | Radicale polymerisatie is het proces waarbij een polymeermateriaal wordt gevormd door de toevoeging van vrije radicalen. |
| Aard van gebruikte monomeren | |
| Olefinen of onverzadigde verbindingen die gewoonlijk een dubbele binding hebben | Vrije radicalen met ongepaarde elektronen |
| Verbinding in monomeren | |
| Dubbele bindingen in monomeren raken verzadigd na voltooiing van de polymerisatie | Ongepaarde elektronen in de radicalen worden gepaard na voltooiing van de polymerisatie |
| Reactiviteit van monomeren | |
| Monomeren ondergaan additiepolymerisatie wanneer de dubbele binding wordt omgezet in een enkele binding | Monomeren ondergaan radicale polymerisatie vanwege de hoge reactiviteit van de vrije radicalen. |
Samenvatting – Toevoeging versus radicale polymerisatie
Toevoeging en radicaalpolymerisatie zijn twee veelvoorkomende polymerisatietechnieken. Radicale polymerisatie is een vorm van additiepolymerisatie. Het belangrijkste verschil tussen additie en radicale polymerisatie is dat additiepolymerisatie plaatsvindt via de toevoeging van onverzadigde monomeren, terwijl radicale polymerisatie plaatsvindt via de toevoeging van vrije radicalen.
