Radikalische Polimerisation Kettenbildungen?
Hallo :) Wir haben so ebend ein neues Thema in Chemie angefangen, dennoch verstehe ich noch nicht ganz wie man diese ganzen Reaktionen bildet bzw. was zu tun ist.
2 Antworten
Moin,
radikalische Mechanismen verlaufen nach folgendem Schema
1. Radikalbildung
- Peroxide (R–O–O–R) werden erhitzt.
- Das führt zu einer thermischen homolytischen Bindungsspaltung zwischen den Sauerstoffatomen.
- R–O–O–R --[erhitzen]--> R–O• + •O–R
- Es entstehen Radikale.
- Das sind hochreaktive Teilchen, weil das ungepaarte Elektron energetisch überaus ungünstig ist.
- Deshalb greifen Radikale in der Regel alles an, was in ihre Nähe kommt.
2. Kettenstart (Initiation)
- Dem Radikal fehlt im Grunde ein Elektron (bzw. ein Elektron an einem Bindungspartner.
- Deshalb werden elektronenreiche Bindungen bevorzugt angegriffen.
- C=C-Doppelbindungen sind elektronenreiche Orte; daher
- R–O• + H2C=CH2 ---> R–O–CH2–CH2•
- Das Radikal spaltet eine der Doppelbindungen auf und setzt sich an das Kohlenstoffatom.
- Das andere Kohlenstoffatom wird dadurch zu einem Radikal (Alkylradikal).
3. Kettenfortpflanzung (Prolongation)
- Das neu gebildete Alkyradikal greift nun das nächste Ethenmolekül an dessen C=C-Doppelbindung an; die Kette verlängert sich.
- R–O–CH2–CH2• + H2C=CH2 ---> R–O–CH2–CH2–CH2–CH2•
- Dieses Alkylradikal greift weitere Ethenmoleküle an. Die Kette wächst immer weiter.
- R–O–CH2–CH2–CH2–CH2• + n H2C=CH2 ---> R–O-[CH2-]n+3-CH2•
- Auf diese Weise entstehen mehr oder weniger lange Polymerketten mit einem radikalischen Ende.
- Das geht so lange, bis es keine Monomere (Ethenmoleküle) mehr gibt oder bis es zu einem Kettenabbruch kommt.
4. Kettenabbruch (Termination)
- Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten der sogenannten Radikalkombination.
- Alkylradikalkombination:
- R–O-[-CH2-]m-CH2• + •CH2-[CH2-]k-O–R ---> R–O-[CH2-]m+k-O–R
- Alkylradikal und Starterradikal:
- R–O-[-CH2-]m-CH2• + •O–R ---> R–O-[-CH2-]m-CH2–O–R
Auf diese Weise entstehen mehr oder weniger lange Polymerketten. Diese sind in der Regel unverzweigt. Dadurch gehören sie zu den Thermoplasten.
Hin und wieder kann es zu einer Verzweigung kommen. Das passiert zum Beispiel dadurch, dass ein Starterradikal sich aus der Mitte einer radikalischen Polymerkette ein Wasserstoffatom schnappt und dadurch in der Mitte ein weiteres Kohlenstoffradikal erzeugt:
R–O–CH2–CH2–CH2... + •O–R ---> R–O–CH2–CH•–CH2... + H–O–R
Und dieses mittelständige Radikal kann dann mit einem anderen Alkylradikal kombinieren, so dass es zu einer Verzweigung kommt.
Dies führt zu einer weiteren, sehr selten Möglichkeit des Kettenabbruchs, nämlich der Disproportionierung:
R–O-[-CH2-]n-CH2–CH2• + •O–R ---> R–O–CH2-[-CH2-]n-CH2–C•H–CH2• + HO–R
Das entstehende Diradikal liegt direkt nebeneinander. Dadurch bildet sich zwischen diesen Radikalen sehr schnell eine Doppelbindung aus, was den radikalischen Zustand beendet:
R–O-[-CH2-]n-C•H–CH2• ---> R–O-[-CH2-]n-CH=CH2
Auf diese Weise kann es auch zu einem Ringschluss kommen, wenn das mittelständige C-Radikal etwa vier bis fünf C-Atome vom endständigen Radikal entfernt ist und es dann zu einer innermolekularen Radikalkombination kommt.
Alles klar?
LG von der Waterkant
Hallo VanyyYoo,
zunächst musst du deinen Initator aktiveren das heißt es muss irgendwoher Energie kommen um zwei Radikale zu erzeugen.
Dieses Radikal greift dann die entsprechenden Doppelbindungen deines Monomeres an und so baut sich die Kette auf. Am Ende der Reaktion muss etwas mit dem Radikal passieren. Entweder reagieren zwei Radikale als Kombination mit einander ab oder es kommt zu einer Übertragungsreaktion.