Stiren, polimer endüstrisinde, çeşitli özelliklere sahip çeşitli polimerler oluşturma yeteneği ile bilinen çok yönlü ve yaygın olarak kullanılan bir monomerdir. Önde gelen bir stiren tedarikçisi olarak, farklı tipte stiren polimerizasyon işlemlerinde bilgili. Bu işlemler, ambalaj malzemelerinden otomotiv parçalarına kadar çok sayıda uygulamada kullanılan son stiren bazlı polimerlerin özelliklerini belirledikleri için çok önemlidir.
1. Serbest - radikal polimerizasyon
Serbest - radikal polimerizasyon stiren polimerizasyonu için en yaygın yöntemdir. Üç ana adım içerir: başlatma, yayılma ve sonlandırma.
Başlatma
Başlatma adımında, bir başlatıcı molekülü serbest radikaller oluşturmak için ayrışır. Stiren polimerizasyonu için yaygın başlatıcılar arasında organik peroksitler ve azo bileşikleri bulunur. Örneğin, benzoil peroksit sık kullanılan bir başlatıcıdır. Isıtıldığında, benzoil peroksit iki benzoloksi radikaline ayrışır. Bu radikaller daha sonra stiren monomerleri ile reaksiyona girer, stiren molekülünden bir hidrojen atomu soyutlar ve stiren radikal üretir.
Yayılma
Stiren radikali oluştuğunda, başka bir stiren monomeri ile reaksiyona girer. Radikal üzerindeki eşleştirilmemiş elektron, stiren monomerinin çift bağına saldırır, yeni bir karbon -karbon bağı oluşturur ve büyüyen polimer zincirinin sonunda yeni bir radikal oluşturur. Bu işlem tekrarlanır, polimer zinciri bir seferde bir monomer birimi yetiştirir. Yayılma adımı nispeten hızlıdır ve reaksiyon uygun koşullar altında hızla ilerleyebilir.
Fesih
Fesih, iki radikal birbirine tepki verdiğinde meydana gelir. İki ana fesih reaksiyonu türü vardır: kombinasyon ve orantısızlık. Kombinasyon sonlandırmasında, büyüyen iki polimer radikali tek, daha büyük bir polimer molekül oluşturmak için reaksiyona girer. Orantısızlık sonlandırmasında, bir radikal bir hidrojen atomunu diğerine aktarır, bu da bir doymuş polimer zinciri ve bir doymamış polimer zinciri ile sonuçlanır.
Stirenin serbest - radikal polimerizasyonu, toplu, çözelti, süspansiyon veya emülsiyon içinde gerçekleştirilebilir. Toplu polimerizasyon, bir çözücü kullanılmadan stirenin saf formunda polimerize edilmesini içerir. Bu yöntem, yüksek saflığa sahip polimerler üretir, ancak yüksek polimerizasyon ısısı nedeniyle kontrol edilmesi zor olabilir. Çözelti polimerizasyonu, stirenin ve başlatıcının uygun bir çözücü içinde çözülmesini içerir. Çözücü, polimerizasyon ısısının dağıtılmasına yardımcı olur ve polimerin moleküler ağırlığını ve moleküler ağırlık dağılımını da etkileyebilir. Süspansiyon polimerizasyonu, sudaki stiren damlacıklarının askıya alınmasını, askıya alan bir ajanın yardımıyla içerir. Başlatıcı stiren damlacıklarında çözülür ve her damlacıkta polimerizasyon meydana gelir. Emülsiyon polimerizasyonu ise bir yüzey aktif madde kullanarak suya emülsifiye edici stiren içerir. Başlatıcı genellikle su - çözünür ve polimerizasyon, yüzey aktif madde tarafından oluşturulan misellerde meydana gelir.
2. Anyonik polimerizasyon
Anyonik polimerizasyon, polimer yapısının, moleküler ağırlık ve moleküler ağırlık dağılımının hassas kontrolünü sağlayan canlı bir polimerizasyon işlemidir. Stirenin anyonik polimerizasyonunda, bir başlatıcı olarak güçlü bir baz veya metal alkil bileşiği kullanılır. Örneğin, butyllitium yaygın olarak kullanılan bir başlatıcıdır.
Başlatma
Butyllitium başlatıcı, stiren çift bağına ekleyerek stiren monomer ile reaksiyona girer. Bu, büyüyen polimer zincirinin sonunda bir karbanyon oluşturur. Karbanyonun negatif bir yükü vardır ve oldukça reaktiftir.
Yayılma
Polimer zincirinin sonundaki karbanyon, başka bir stiren monomisine saldırır, zincire ekler ve zincirin sonunda yeni bir karbanyon üretir. Bu süreç, polimer zinciri kontrollü bir şekilde büyüyor. Anyonik polimerizasyonda (safsızlıkların yokluğunda) önemli bir sonlandırma reaksiyonu olmadığından, polimer zincirleri tüm monomerler tüketilene veya sonlandırıcı bir ajan eklenene kadar büyümeye devam eder.
Fesih
Anyonik polimerizasyonu sonlandırmak için, alkol veya su gibi sonlandırıcı bir ajan eklenir. Sonlandırıcı ajan, polimer zincirinin sonunda karbanyon ile reaksiyona girer, yükü nötralize eder ve zincirin büyümesini durdurur.
Stirenin anyonik polimerizasyonu genellikle benzen veya toluen gibi polar olmayan bir çözücü içinde gerçekleştirilir. Bu yöntem özellikle dar moleküler ağırlık dağılımları, blok kopolimerleri ve iyi tanımlanmış uç grupları olan polimerleri olan polimerler üretmek için kullanışlıdır. Örneğin, elastomerlerin üretiminde yaygın olarak kullanılan stiren - bütadien - stiren (SBS) blok kopolimerleri, anyonik polimerizasyon kullanılarak sentezlenebilir.
3. Katyonik polimerizasyon
Stirenin katyonik polimerizasyonu serbest - radikal ve anyonik polimerizasyondan daha az yaygındır, ancak stiren bazlı polimerler üretmek için de kullanılabilir. Katyonik polimerizasyonda, bir başlatıcı olarak bir Lewis asidi veya bir protonik asit kullanılır.
Başlatma
Örneğin, bor triflorür eterat (bf₃ · oet₂) yaygın olarak kullanılan bir Lewis asit başlatıcısıdır. Lewis asidi, katyonik bir tür üretmek için su veya alkol gibi bir CO başlatıcısı ile reaksiyona girer. Bu katyonik tür daha sonra stiren monomer ile reaksiyona girerek büyüyen polimer zincirinin sonunda bir karbokasyon üretir.
Yayılma
Polimer zincirinin sonundaki karbokasyon, başka bir stiren monomisine saldırır, zincire ekler ve zincirin sonunda yeni bir karbokasyon üretir. Katyonik polimerizasyondaki yayılma aşaması nispeten hızlıdır, ancak reaksiyon genellikle safsızlıklara ve sonlandırma reaksiyonlarına duyarlıdır.
Fesih
Katyonik polimerizasyonda sonlandırma, bir nükleofil ile reaksiyon veya bir monomere veya çözücüye zincir transferi gibi çeşitli mekanizmalar yoluyla meydana gelebilir. Su veya oksijen gibi safsızlıkların varlığı da sonlandırma reaksiyonlarına neden olabilir.
Stirenin katyonik polimerizasyonu genellikle yan reaksiyonları ve sonlandırmayı en aza indirmek için düşük sıcaklıklarda polar olmayan bir çözücü içinde gerçekleştirilir. Bu yöntem benzersiz özelliklere sahip polimerler üretmek için kullanılabilir, ancak işlemin serbest radikal ve anyonik polimerizasyona kıyasla kontrol edilmesi daha zordur.
4. Koordinasyon polimerizasyonu
Stirenin koordinasyon polimerizasyonu, geçiş metali katalizörlerinin kullanımını içerir. Ziegler - Natta katalizörleri ve metalosen katalizörleri, koordinasyon polimerizasyonunda yaygın olarak kullanılan iki tip katalizördür.
Ziegler - Natta Katalizörleri
Ziegler - Natta katalizörleri tipik olarak titanyum tetraklorür (Ticl₄) gibi bir geçiş metal bileşiği ve trietilaluminum (alet₃) gibi bir organometalik bileşikten oluşur. Bu katalizörler, katalizör sistemine ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak sendiyotaktik veya izotaktik polistiren üretmek için stireni polimerize etmek için kullanılabilir.
Metalosen katalizörleri
Metalosen katalizörleri, polimer yapısı üzerinde daha hassas kontrol sunan daha yeni bir katalizör sınıfıdır. İki siklopentadienil ligandına koordine edilen, genellikle zirkonyum veya titanyum olan bir geçiş metalinden oluşurlar. Metalosen - Stirenin katalize edilmiş polimerizasyonu, yüksek stereoregülerliğe ve dar moleküler ağırlık dağılımlarına sahip polimerler üretebilir.
Koordinasyon polimerizasyonu, diğer polimerizasyon yöntemleri tarafından üretilen polimerlere kıyasla iyileştirilmiş mekanik ve fiziksel özelliklere sahip olan spesifik mikro yapılara sahip stiren bazlı polimerlerin sentezini sağlar.
Bir stiren tedarikçisi olarak, yüksek kaliteli stiren bazlı polimerlerin üretiminde bu farklı polimerizasyon süreçlerinin önemini anlıyoruz. BizimTahtalar Monomer 100 - 42 - 5en yüksek saflıktandır, bu da onu her türlü polimerizasyon işlemi için uygun hale getirir. Blok kopolimerler oluşturmak için genel amaçlı polistiren veya anyonik polimerizasyon üretmek için serbest - radikal polimerizasyon kullanıyor olun, stiren monomerimiz ihtiyaçlarınızı karşılayabilir.
Polimerizasyon süreçleriniz için stiren satın almakla ilgileniyorsanız, sizi daha fazla tartışma için bizimle iletişime geçmeye davet ediyoruz. Uzman ekibimiz, ürünlerimiz hakkında ayrıntılı bilgi vermeye ve özel gereksinimleriniz için en uygun stiren monomeri seçmenize yardımcı olmaya hazırdır. Polimer üretiminizde en iyi sonuçları elde etmenize yardımcı olmak için yüksek kaliteli ürünler ve mükemmel müşteri hizmeti sunmaya kararlıyız.
Referanslar
- Odian, G. (2004). Polimerizasyon ilkeleri. John Wiley & Sons.
- Stevens, MP (1999). Polimer Kimyası: Bir Giriş. Oxford University Press.
- Kimyasal terminolojinin IUPAC özeti ("Altın Kitap"). (2014). Iupac.