Kate-polimerizazio

Kate-polimerizazio esaten zaie adizio-erreakzio baten bidezko erreakziobidea duten polimerizazioei^[1]. Erreakzioa lotura bikoitz batean gertatzen da. Lehen urratsean lotura bikoitza apurtu egiten da hasarazlearen, erradiazio baten edo beroaren eraginez. Segidan, zabalik dagoen lotura bikoitz horrek beste monomero baten loturari eraso egingo dio, eta horrela sortutako espezieak beste monomero bati,... Kate baten antzera 'begiak' eransten jarraituko du gero luzeagoa eginez. . Azkenik kateak hazteari utziko dio^[2].

Kate-polimerizazioetan hiru erreakzio-mota jazotzen dira aldi berean:

Hastea. Espezie aktiboa eratzen da hasarazlearen eraginez.
Hedatzea. Mutur aktiboak monomeroa eransteari ekiten dio polimeroa osatuz
Amaitzea. Mutur aktiboa desaktibatu egiten da, normalean hazten ari diren bi polimeroen elkarrekiko erreakzioaz, hedatzea eta katea luzatzea amaitzen delarik.

Polimero arrunt asko sintetizatzen dira kate-polimerizazioari jarraituz, esaterako, polietilenoa, polipropilenoa, poli(binil kloruro)a, poli(metil metakrilato)a, poli(binil azetato)a eta poliakrilonitriloa.

Polimerizazio-motak

Gorago esan bezala, polimerizazioa monomeroaren lotura bikoitza apurtzearekin hasten da. Lotura hau homolitikoki edo heterolitikoki apur daiteke. Homolitikoki apurtzen bada, mutur aktiboa erradikal bat izango da. Heterolitikoki apurtzen bada, mutur aktiboa ioia izango da, anioia zein katioia. Lehenengoan erradikal-polimerizazioa izango dugu, eta bigarrenean ionikoa, hau anionikoa eta kationikoa izan daitekeelarik. Horrela, erradikal-polimerizazioak eta ioi-polimerizazioak izango ditugu^[2]. Ioi-polimerizazioak anioi-polimerizazioak edo katioi-polimerizazioak izan daitezke.

${\ce {CH2=CHR ->[hasarazlea]{•}CH2{–}{•}CHR}}$ , apurketa homolitikoa

${\ce {CH2=CHR ->[hasarazlea]C^+H2{–}C^{-}HR}}$ , apurketa heterolitikoa

Monomero jakin bat bide batetik edo beste batetik polimerizatuko den hainbat faktoreren menpe dago, esaterako, lotura bikoitzaren ondoan zein ordezkatzaile dagoen edo zein den lotura bikoitzaren izaera. Adibidez, karbonilo taldearen karbono-oxigeno lotura bikoitzaren bidez aldehido eta zetonek kate-polimerizazioak izan ditzakete baina lotura horren izaera polarra medio, ioi bidezko polimerizazioak baino ezin dituzte izan.


Monomeroa	Erradikal-pol.	Katioi-pol.	Anioi-pol.
Etilenoa	BAI	BAI	EZ
1,2-dialkil olefinak	EZ	BAI	EZ
1,3-dienoak	BAI	BAI	BAI
Estirenoa	BAI	BAI	BAI
Deribatu halogenatuak	BAI	EZ	EZ
Binilo-esterrak	EZ	BAI	EZ
Akrilonitriloa	BAI	EZ	EZ
Aldehido eta zetonak	EZ	BAI	BAI
Monomero asegabeen polimerizazio-motak^[3]

Ordezkatzailearen efektu induktiboak eta erresonantzia ere aintzat hartu behar dira. Ordezkatzaileek aldatu egiten dute lotura bikoitza osatzen duen elektroi-hodeiaren izaera. Horrela talde elektroi-emaileek, (RO-, R-, CH₂=CH-, Ph-) beren efektu induktiboa nahikoa ez denez erresonantzia gainditzeko lotura bikoitzaren dentsitate elektronikoa handitzen dute; ondorioz espezie kationikoa eratzea errazten dute. Hori gertatzen da binilo-eterren kasuan.

Zenbait ordezkatzaile, bestalde, elektroi-hartzaileak dira, ziano eta karbonilo taldeak etseplurako, eta espezie anionikoak emango dituzte, lotura bikoitzaren dentsitate elektronikoa txikiagotzen baitute. Efektu induktiboa eta erresonantzia batu egiten dira kasu honetan. Akrilonitriloa da adibide tipikoa.

Halogenoek tarteko izaera dute. Hauen efektu induktiboa elektroi-hartzailea da eta erresonantzia elektroi-emailea. Beraz, baldintza normaletan horrelako ordezkatzaileak dituzten monomeroak ezin dira bide ioinikorik polimerizatu.

Kate-transferentzia

Kate-polimerizazio batzuetan beste urrats bat ager daiteke prozesuan zehar: kate-transferentzia. Horietan hazten ari den katea polimerikoa, RM_n°, X atomo bat hartzen du XY molekula inaktibotik eta katearen hazteari amaiera ematen dio: RM_n° + XY → RM_nX + Y°. Y zatia zentro aktibo berria da monomero-molekula batekin erreakzionatuz kate berri bat eratzeari ekiten dio. Hau pasa daiteke edozein delarik mutur aktiboaren izaera^[4].

Kate-transferentzia gertatzeko beste aukera bat ere badago. Kasu horretan transferentzia beste polimero batekin gertatzen da eta ondorioa kate adarkatuak izaten dira.

Etapa-polimerizazioa vs kate-polimerizazioa

	Etapa-polimerizazioa	kate-polimerizazioa
Katea hazteko modua	Hazkuntza matriziala	Hazkuntza monomeroa eransten da bakarrik katearen mutur batean edo bietan
Monomeroa erreakzioan zehar	Monomeroa laster bukatzen da erreakzioaren hasieran	Erreakzio-denbora luzea izanik ere monomeroa gelditzen da erreakzionatu barik
Erreakzzio-etapak	Antzeko urratsak gertatzen dira prozesu osoan zehar	Urrats desberdinak aldiberean gertatzen dira: hasera, hedatzea, amaitzea eta kate-transferentzia
Batez besteko pisu molekularra	Batez besteko pisu molekularra astiro handintzen da eta erreakzio-denbora luzeak behar dira handitzeko	Kateak oso azkar luzatzen dira polimerizazioaren hasieran
Nolakoa katearen muturra?	Muturrek aktibo jarraitzen dute: amaierarik ez	Mutur aktiborik ez polimerizazioa amaitzean
Hasarazlerik behar?	Ez, ezinbestean.	Halabeharrez

Erreferentziak

↑ Polimerizazio. https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/polimerizazio.
↑ ^a ^b Iruin, J.J. & Elortza, J.M.. (1988). Kimika fisiko makromolekularra. Udako Euskal Unibertsitatea, 31 or. ISBN 84-86967-01-5..
↑ Iruin, J.J. & Elortza, J.M.. (1988). Kimika fisiko makromolekularra. Udako Euskal Unibertsitatea, 50 or. ISBN 84-86967-01-5..
↑ Flory, Paul J.. (1953). Principles of polymer chemistry. ISBN 0-8014-0134-8. PMC 542497. (Noiz kontsultatua: 2023-01-31).

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Datuak: Q11821744
Multimedia: Chain-growth polymerization / Q11821744

[1] Polimerizazio. https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/polimerizazio.

[:0-2] Iruin, J.J. & Elortza, J.M.. (1988). Kimika fisiko makromolekularra. Udako Euskal Unibertsitatea, 31 or. ISBN 84-86967-01-5..

[3] Iruin, J.J. & Elortza, J.M.. (1988). Kimika fisiko makromolekularra. Udako Euskal Unibertsitatea, 50 or. ISBN 84-86967-01-5..

[4] Flory, Paul J.. (1953). Principles of polymer chemistry. ISBN 0-8014-0134-8. PMC 542497. (Noiz kontsultatua: 2023-01-31).

[1]

[2]

[3]

[4]