Кіріспе
Аниондармен іріктелінетін қосылу полимерлендіруінің түрі. Полимер химиясында аниондық қосылу полимерлендіруі – тізбекті өсу полимерлендіруінің немесе аниондармен іріктелінетін мономерлердің полимерлендіруін қамтитын қосылу полимерлендіруінің бір түрі. Бұл реакцияның түрлері көп, бірақ дәстүрлі түрде винил мономерлері қолданылады. Аниондық полимерлендіру көбінесе тірі полимерлендіруді қамтиды, бұл құрылым мен құрамын бақылауға мүмкіндік береді. 1936 жылы Карл Зиглер стирол мен бутадиеннің аниондық полимерлендіруі алкиллитий іріктегішіне мономерді тізбектеп қосу арқылы, тізбек ауысуы немесе тоқтатусыз жүзеге асады деп болжады. Жиырма жыл өткен соң Майкл Шварк және оның әріптестері тірі полимерлендіруді көрсетті. Полимер ғылымындағы маңызды жаңалықтардың бірі – Шварк радикалдық анион натрий нафталеннен стиролға электрондардың ауысуын анықтады. Бұл органонатрий қосылысының пайда болуына әкелді, ол стиролды жылдам қосып, "екі ұшы бар тірі полимер" құрады. Өз жұмысының маңызды аспектісі ретінде Шварк сусыз тетрагидрофуранды қолданды. Физикалық химик болғандықтан, Шварк процестің кинетикасы мен термодинамикасын егжей-тегжейлі зерттеді. Сонымен қатар, ол әртүрлі ион жұптары мен радикалдық иондардың құрылымдық қасиеттерін зерттеді. Бұл жұмыс молекулалық салмақ, молекулалық салмақтың таралуын және архитектураны жақсартуға мүмкіндік беретін полимерлерді синтездеудің негізін қалады. 1,3 диендердің полимерлендіруін іріктеу үшін сілті металдарын қолдану, Firestone Tire and Rubber компаниясының ғалымдары Stavely және оның әріптестері cis-1,4 полиизопрененді ашуына себеп болды. Бұл алкиллитий іріктегіштерін пайдаланатын коммерциялық аниондық полимерлендіру процестерін дамытуға ықпал етті.
In polymer chemistry, anionic addition polymerization is a form of chain growth polymerization or addition polymerization that involves the polymerization of monomers initiated with anions. The type of reaction has many manifestations, but traditionally vinyl monomers are used. Often anionic polymerization involves living polymerizations, which allows control of structure and composition.]] As early as 1936, Karl Ziegler proposed that anionic polymerization of styrene and butadiene by consecutive addition of monomer to an alkyl lithium initiator occurred without chain transfer or termination. Twenty years later, living polymerization was demonstrated by Michael Szwarc and coworkers. In one of the breakthrough events in the field of polymer science, Szwarc elucidated that electron transfer occurred from radical anion sodium naphthalene to styrene. The results in the formation of an organosodium species, which rapidly added styrene to form a "two – ended living polymer." An important aspect of his work, Szwarc employed the aprotic solvent tetrahydrofuran. Being a physical chemist, Szwarc elucidated the kinetics and the thermodynamics of the process in considerable detail. At the same time, he explored the structure property relationship of the various ion pairs and radical ions involved. This work provided the foundations for the synthesis of polymers with improved control over molecular weight, molecular weight distribution, and the architecture. The use of alkali metals to initiate polymerization of 1,3 dienes led to the discovery by Stavely and co workers at Firestone Tire and Rubber company of cis 1,4 polyisoprene. This sparked the development of commercial anionic polymerization processes that utilize alkyllithium initiators.
Соңғы топты функционалдастыру/тұтыну
Тірі анионды полимерлендірудің ерекше қасиеттерінің бірі – формалды аяқталу сатысының болмауы. Лас қоспалардың болмаған жағдайында карбанион белсенді күйде қалады, жаңа мономер қосылуын күтеді. Аяқталу көбінесе іздесті мөлшерде кездесетін қоспалардың кездейсоқ сөндіруі арқылы жүреді. Типик қоспаларға оттегі, көмірқышқыл газы немесе су жатады. Аяқталуды қасақана түрде белгілі бір соңғы топтарды енгізу үшін пайдалануға болады. Тірі анионды полимерлендіру функционалды соңғы топтарды қосуға мүмкіндік береді, олар әдетте полимерлендіруді тоқтату үшін қосылады. α-галоалкандарды функционалдау үшін қолданылған соңғы топтарға гидроксид, NH2, OH, SH, CHO, COCH3, COOH және эпоксидтер жатады. Соңғы топтарды функционалдастырудың тағы бір тәсілі – функционалды аниондық инициатормен полимерлендіруді бастау. Бұл жағдайда функционалдық топтар қорғалады, себебі аниондық полимер тізбегінің соңы күшті негіз болып табылады. Бұл әдіс молекулалық салмағы бақыланатын және тар молекулалық салмақ таралымы бар полимерлерге әкеледі.
Қосымша оқу
Коуи, Дж.; Арриги, В. Полимерлер: Қазіргі заманғы материалдар химиясы және физикасы; CRC Press: Boca Raton, FL, 2008.