В этом случае активация мономерных алкенов производится протонными кислотами или кислотами Льюиса (BF3, AlCl3, FeCl3) в присутствии воды. Реакция идет как электрофильное присоединение по двойной связи.
Например, полимеризация изобутилена:
Механизм реакции
а) инициирование:
б) рост цепи:
в) обрыв цепи:
Катионная полимеризация характерна для винильных соединений с электронодонорными заместителями: изобутилена, бутилвинилового эфира, α-метилстирола.
Анионная полимеризация
Инициаторами анионной полимеризации служат нуклеофилы – амид-анион, алкоксид-анион, литий- и натрийорганические соединения. Пример – полимеризация акрилонитрила:
Механизм реакции
а) инициирование:
б) рост цепи:
в) обрыв цепи:
Анионная полимеризация характерна для мономеров, содержащих у двойной связи электроноакцепторные заместители – акрилонитрила, алкилакрилатов и др., а также стирола.
По анионному механизму полимеризуются также циклические мономеры – эпоксиды:
Механизм реакции
а) инициирование:
б) рост цепи:
в) обрыв цепи:
Координационная полимеризация
Инициирование происходит под действием катализаторов, открытых в 1953 г. К.Циглером и Дж.Натта, получившим за эту работу Нобелевскую премию в 1963 г.
Катализаторы Циглера-Натта представляют собой комплексы галогенидов переходных металлов с металлорганическими соединениями: TiCl4 + Al(C2H5)3.
Механизм реакции
Катализатор выполняет роль матрицы, на которой строится полимерная цепь. Это позволяет контролировать процесс в большей степени, чем в других видах полимеризации.
ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ
Поликонденсация – это последовательное соединение молекул мономеров в результате реакции функциональных групп. При этом выделяются низкомолекулярные соединения (чаще всего вода).
Например:
Примером поликонденсации является также образование полипептидов из аминокислот.
ПОНЯТИЕ О СТЕРЕОРЕГУЛЯРНОСТИ ПОЛИМЕРОВ
При полимеризации пропилена образуется полимер, у которого атомы, связанные с метильной группой, хиральны. Такой полимер может иметь различную пространственную структуру:
а) атактический полимер:
Образуется при радикальной полимеризации пропилена.
б) синдиотактический полимер:
в) изотактический полимер:
Образуется при полимеризации пропилена с катализатором Циглера-Натта.