高分子重合(ラジカル重合)

高分子重合(ラジカル重合)

連鎖重合

高分子の重合は2つの速度論(kinetics)に大別される:連鎖重合(chain polymerization)と逐次重合(stepwise polymerization)。今回は、ラジカル重合を中心に紹介していきます。
連鎖重合中で最も重要なのは、ラジカル重合(radical polymerization)です。

ラジカル重合

例として、ポリアクリル酸エチル[poly(ethyl acrylate)]のラジカル重合を使用します。
過酸化ベンゾイル[Benzoyl peroxide (BPO)]やアゾビスイソブチロニトリル[azobis(isobutyronitrile) (AIBN) ]は有名な重合開始剤(initiator)です。

ラジカル重合は一般的に3つの反応段階に大別されます:開始反応(initiation)、連鎖反応(propagation)、終端反応(termination)。

開始反応

加熱中に、BPOはホモメトリックに開裂し、2つのベンゼンカルボキシルラジカル(フリーラジカル)を生成します。
ここで生成したフリーラジカル(R・)がモノマー(A)を攻撃して結合し、二重結合を壊して、結合した遠端にモノマーラジカル(R-A・)を生成します。

連鎖反応

続いてモノマー(A)を投入すると、連鎖的にモノマーラジカル(R-A・)がモノマー(A)を攻撃して開始剤の遠端にラジカルが生成して、どんどん結合が伸びてきます(R-A-A・)。

終端反応

終端反応では、2つのフリーラジカルを反応させる。
2R・→R-R

ちなみに、ポリアクリル酸エチルはゴムや接着剤として使用されます。
ガラス転移は−22°Cです。
共重合体はラッテクス塗料として使用されます。

 

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