21.13: Kationische Kettenwachstumspolymerisation: Mechanismus

Der kationische Polymerisationsmechanismus besteht aus drei Schritten: Initiierung, Ausbreitung und Beendigung. Im Initiierungsschritt des Polymerisationsprozesses wird die π-Bindung eines Monomers durch den Lewis-Säure-Katalysator protoniert, der aus Bortrifluorid und Wasser gebildet wird. Die Protonierung der π-Bindung erzeugt ein Carbokation, das durch die elektronenschiebende Gruppe stabilisiert wird. Im Ausbreitungsschritt fungiert die π-Bindung des zweiten Monomers als Nukleophil und greift das erzeugte Carbokation an, wodurch ein Dimer entsteht, das als neues Carbokation fungiert. Der Ausbreitungsschritt wiederholt sich und baut die Polymerkette auf. Im Terminationsschritt wird die Ausbreitungskette entweder durch Zugabe einer Base, die das Carbokation deprotoniert und eine neue π-Bindung bildet, oder durch den Angriff eines Nukleophils auf das Carbokation beendet, wobei das Nukleophil an das kationische Ende der Kette addiert.

Der kationische Polymerisationsmechanismus umfasst Initiierungs-, Vermehrungs- und Beendigungsschritte.

Im Initiationsschritt protoniert der Lewis-Säure-Katalysator, der aus Bortrifluorid und Wasser gebildet wird, die π Bindung eines Monomers und erzeugt eine Carbokation, die durch die elektronenabgebende Gruppe stabilisiert wird.

Im Vermehrungsschritt wird das erzeugte Carbokation von der π Bindung eines zweiten Monomers angegriffen, wodurch ein Dimer entsteht, das als neues Carbokation wirkt.

Der Vermehrungsschritt wiederholt sich und ermöglicht das Wachstum der Polymerkette.

Im Terminierungsschritt wird die wachsende Polymerkette durch Zugabe einer Base beendet, die das Carbokation deprotoniert und eine neue π Bindung bildet.

Alternativ könnte auch ein Nukleophil verwendet werden, das die Carbokation angreift.