Diferencia clave: polimerización aniónica frente a catiónica

La polimerización aniónica y la polimerización catiónica son dos tipos de reacciones de polimerización de crecimiento en cadena que se utilizan para sintetizar diversos tipos de polímeros. Ambas reacciones tienen el mismo mecanismo de reacción, pero el iniciador de la reacción es diferente. Las reacciones de polimerización aniónicas son iniciadas por una especie aniónica activa, mientras que las reacciones de polimerización catiónicas son iniciadas por una especie catiónica activa. Esta es la diferencia clave entre la polimerización aniónica y catiónica. Ambas reacciones de polimerización son sensibles al disolvente utilizado.

¿Qué es la polimerización aniónica?

La polimerización aniónica es una reacción de crecimiento en cadena que comienza con un anión. Se utilizan varios tipos diferentes de iniciadores en la polimerización aniónica. Esta serie de reacciones tiene lugar en tres pasos: iniciación, propagación de la cadena y terminación de la cadena. Estas reacciones de polimerización se inician mediante la adición nucleofílica al doble enlace del monómero. Por lo tanto, el iniciador utilizado en la reacción debe ser un nucleófilo.

¿Qué es la polimerización catiónica?

La polimerización catiónica puede considerarse como otra categoría de reacciones de polimerización de crecimiento en cadena. Un catión inicia esta reacción transfiriendo su carga a un monómero, que luego produce una especie más reactiva. A continuación, el monómero reactivo reacciona de manera similar con otros monómeros para formar un polímero. Solo hay un número limitado de monómeros que pueden facilitar la reacción en cadena de la polimerización catiónica. Las olefinas que contienen sustituyentes donadores de electrones y heterociclos son adecuados para este tipo de reacciones.

¿Cuál es la diferencia entre la polimerización aniónica y catiónica?

Ejemplos de iniciadores y monómeros:

Monómeros:

Polimerización aniónica: la polimerización aniónica se lleva a cabo con monómeros que tienen grupos de extracción de electrones como nitrilo, carboxilo, fenilo y vinilo.

Polimerización catiónica: los alquenos que tienen sustituyentes alcoxi, fenilo, vinilo y 1,1-dialquilo son algunos ejemplos de monómeros utilizados en la polimerización catiónica.

Iniciadores

Polimerización aniónica: los nucleófilos tales como hidróxido, alcóxido, cianuro o un carbanión pueden actuar como iniciadores en la polimerización aniónica. El carbanión puede originarse de especies organometálicas como el alquil litio o el reactivo de Grignard.

Polimerización catiónica: los agentes electrofílicos como los ácidos halohídricos (HCl, HBr, H2SO4, HClO4) son un grupo de iniciadores utilizados en las reacciones de polimerización catiónica. Además, los ácidos de Lewis (aceptores de electrones) y los compuestos capaces de generar iones de carbono también pueden iniciar la polimerización. Ejemplos de ácidos de Lewis son AlCl3, SnCl4, BF3, TiCl4, AgClO4 e I2. Sin embargo, los ácidos de Lewis requieren un coiniciador como H2O o un compuesto de halógeno orgánico.

Mecanismo:

Polimerización aniónica: la polimerización aniónica requiere un iniciador para iniciar la reacción y un monómero para formar el polímero. En este caso, una especie aniónica reactiva inicia la reacción al reaccionar con un monómero. El monómero resultante es un carbanión, que luego reacciona con otro monómero para formar un nuevo carbanión. La reacción continúa agregando un monómero a la cadena de crecimiento de la misma manera, y esto produce la cadena de polímero. Esto se llama "propagación en cadena".

Polimerización catiónica: una especie catiónica reactiva inicia la reacción uniendo y transfiriendo su carga a un monómero. El monómero reactivo resultante reacciona luego con otro monómero para formar un polímero de la misma manera que en la polimerización aniónica.

Velocidad de reacción:

Polimerización aniónica: la velocidad de las reacciones de polimerización aniónica es relativamente más lenta que las reacciones de polimerización catiónica porque la carga negativa en el iniciador aniónico puede estabilizarse por varios otros factores. Cuando estos iones son estables, se volverán menos reactivos.

Polimerización catiónica: la velocidad de las reacciones de polimerización catiónica es relativamente más rápida que las reacciones de polimerización aniónica porque el iniciador catiónico es muy reactivo, difícil de controlar y estabilizar.

Aplicaciones:

Polimerización aniónica: la polimerización aniónica se utiliza para fabricar algunos materiales importantes como cauchos sintéticos de polidieno, cauchos de estireno / butadieno en solución (SBR) y elastómeros termoplásticos estirénicos.

Polimerización catiónica: la polimerización catiónica se usa en la producción de poliisobutileno (usado en tubos internos) y poli (N-vinilcarbazol) (PVK).