Différence entre la polymérisation anionique et cationique

Différence clé entre la polymérisation anionique et cationique
 

La polymérisation anionique et la polymérisation cationique sont deux types de réactions de polymérisation par croissance de chaîne qui sont utilisées pour synthétiser différents types de polymères. Ces deux réactions ont le même mécanisme réactionnel, mais l'initiateur de la réaction est différent. Les réactions de polymérisation anionique sont initiées par une espèce anionique active, alors que les réactions de polymérisation cationiques sont initiées par une espèce cationique active. C'est le différence clé entre polymérisation anionique et cationique. Ces deux réactions de polymérisation sont sensibles au solvant utilisé.

Qu'est-ce que la polymérisation anionique??

La polymérisation anionique est une réaction de croissance en chaîne qui commence par un anion. Plusieurs types d'initiateurs sont utilisés dans la polymérisation anionique. Cette série de réactions se déroule en trois étapes: initiation, propagation de la chaîne et terminaison de la chaîne. Ces réactions de polymérisation sont initiées par addition nucléophile à la double liaison du monomère. Par conséquent, l'initiateur utilisé dans la réaction doit être un nucléophile.

Initiation par anion fort

Qu'est-ce que la polymérisation cationique??

La polymérisation cationique peut être considérée comme une autre catégorie de réactions de polymérisation à croissance de chaîne. Un cation initie cette réaction en transférant sa charge à un monomère, ce qui conduit ensuite à la production d'une espèce plus réactive. Ensuite, le monomère réactif réagit de manière similaire avec d'autres monomères pour former un polymère. Il y a seulement un nombre limité de monomères qui peuvent faciliter la réaction en chaîne de polymérisation cationique. Les oléfines contenant des substituants donneurs d'électrons et des hétérocycles conviennent à ce type de réactions..

Initiation par les acides protiques

Quelle est la différence entre la polymérisation anionique et cationique?

Exemples d'initiateurs et de monomères:

Les monomères:

Polymérisation Anionique: La polymérisation anionique a lieu avec des monomères ayant des groupes attracteurs d'électrons tels que nitrile, carboxyle, phényle et vinyle..

Polymérisation Cationique: Les alcènes portant des substituants alcoxy, phényle, vinyle et 1,1-dialkyle sont quelques exemples de monomères utilisés dans la polymérisation cationique..

Initiateurs:

Polymérisation Anionique: Les nucléophiles tels que l’hydroxyde, l’alcoolate, le cyanure ou un carbanion peuvent jouer le rôle d’amorceurs dans la polymérisation anionique. Le carbanion peut provenir d’espèces organométalliques telles que l’alkyl lithium ou le réactif de Grignard..

Polymérisation Cationique: Agents électrophiles tels que les acides halohydriques (HCl, HBr, H₂ALORS₄, HClO₄) sont un groupe d'initiateurs utilisés dans les réactions de polymérisation cationique. De plus, les acides de Lewis (accepteurs d'électrons) et les composés capables de générer des ions carbonium peuvent également initier une polymérisation. Des exemples d'acides de Lewis sont AlCl₃, SnCl₄, BF₃, TiCl₄, AgClO₄, et moi₂. Cependant, les acides de Lewis nécessitent un co-initiateur tel que H₂O ou un composé organique halogène.

Mécanisme:

Polymérisation Anionique: La polymérisation anionique nécessite un initiateur pour démarrer la réaction et un monomère pour former le polymère. Dans ce cas, une espèce anionique réactive initie la réaction en réagissant avec un monomère. Le monomère résultant est un carbanion, qui réagit ensuite avec un autre monomère pour former un nouveau carbanion. La réaction se déroule en ajoutant un monomère à la chaîne en croissance de la même manière, ce qui produit la chaîne polymère. Ceci est appelé "propagation en chaîne".

Polymérisation Cationique: Une espèce cationique réactive initie la réaction en se liant et en transférant sa charge à un monomère. Le monomère réactif résultant réagit ensuite avec un autre monomère pour former un polymère de la même manière que dans la polymérisation anionique..

Taux de réaction:       

Polymérisation Anionique: La vitesse des réactions de polymérisation anioniques est relativement plus lente que les réactions de polymérisation cationiques car la charge négative sur l'initiateur anionique peut être stabilisée par plusieurs autres facteurs. Lorsque ces ions sont stables, ils deviennent moins réactifs.

Polymérisation Cationique: La vitesse des réactions de polymérisation cationique est relativement plus rapide que celle des réactions de polymérisation anionique car l'initiateur cationique est très réactif, difficile à contrôler et à stabiliser..

Applications:

Polymérisation Anionique: La polymérisation anionique est utilisée pour fabriquer certains matériaux importants tels que les caoutchoucs synthétiques de polydiène, les caoutchoucs de solution styrène / butadiène (SBR) et les élastomères thermoplastiques styréniques.

Polymérisation Cationique: La polymérisation cationique est utilisée dans la production de polyisobutylène (utilisé dans les tubes intérieurs) et de poly (N-vinylcarbazole) (PVK).

Références: "Polymérisation Cationique". Wikipédia. "Polymérisation d'addition anionique". Wikipédia “Polymérisation Catonique du VinlyCentre d'apprentissage Polymerscience "Réactions de polymérisation". Laboratoire de recherche Bodner

Courtoisie d'image: “Initiation à l'acide protique” de MatChem121 - Travail personnel (CC BY 3.0) via Wikimedia Commons “AAP Init Strong Anion” De Chem538grp1w09 - Travail personnel (domaine public) via Wikimedia Commons