자유라디칼 연쇄반응과 알켄의 중합

알켄을 '폴리머'라고 하는 고분자량 화합물로 전환하는 것은 상업적으로 중요한 반응입니다. 고분자의 가장 작은 반복 구조 조각은 반복 단위라고 하며 아래 첨자 n은 사슬을 따라 이러한 조각의 수를 나타냅니다.

예를 들어, 프로필렌은 라디칼 개시제와 열 또는 광이 있는 상태에서 자유 라디칼 메커니즘에 의해 폴리프로필렌을 생성합니다.

시작 단계에는 과산화벤조일과 같은 개시제에서 산소-산소 결합의 절단이 포함됩니다. 벤조일옥시 라디칼은 페닐 라디칼과 이산화탄소로 더 분해됩니다. 아조이소부티로니트릴(azoisobutyronitrile)과 같은 아조-라디칼(azo-radical) 개시제는 엔트로피 구동 분해를 통해 이소부티로니트릴 라디칼과 분자 질소를 생성합니다.

개시제 라디칼은 프로필렌과 같은 알켄의 이중 결합에 추가하여 두 번째 단계에서 새로운 라디칼을 형성합니다.

일단 시작되면, 사슬은 중합체 사슬에 활동적인 위치에 단위체 알켄 단위의 지속적인 추가를 통해 전파되고, 그러므로 과정은 사슬 성장 중합에게 불립니다.

고도로 치환된 라디칼을 생성하기 위해 단량체를 위치 특이적으로 첨가하면 머리와 꼬리가 연결된 폴리머가 형성됩니다.

종결은 두 개의 성장하는 사슬 라디칼이 일대일로 결합할 때 발생합니다. 대체 종결 과정은 활성 라디칼에서 알파 수소 원자가 다른 사슬 라디칼에 의해 추상화되어 비라디칼 산물 사슬로 이어지는 것입니다.

에틸렌 중합 메커니즘은 고분자 사슬에 여러 부틸 분기를 형성하는 것을 특징으로 합니다.

시클로헥산 의자와 같은 형태를 채택하는 전이 상태를 통한 1,5-수소 추출은 분기를 생성하고 활성 라디칼 부위는 한 사슬에서 다른 사슬로 전달됩니다.

새로운 라디칼을 통한 증식은 분지형 중합체를 생성합니다. 거대한 분지로 인해 고분자 분자가 덜 밀집되어 저밀도 폴리에틸렌을 생성합니다.

알켄의 자유 라디칼 중합으로 얻은 고분자는 투명 저밀도 폴리에틸렌으로 만든 포장재, 폴리프로필렌으로 만든 카펫 섬유 및 자동차 타이어, 폴리이소부틸렌을 사용하여 제조된 농구공 등과 같은 다양한 제품에서 찾을 수 있습니다.