Ионды полимерлеудің анықтамасын,әдістерінің түрлерін мысалдармен келтіріп түсіндіріңіз.

Иондық полимерлену мономерлердегі байланыстардың гетеролиттік жолмен үзілуі арқылы жүреді.Мономердегі қос байланыстың үзілуі иондық полимерлену катализаторларының әсерінен болады. Нәтижесінде белсенді иондар түзіледі.Иондық полимерлену тізбекті реакция механизмімен жүреді.Иондық полимерлену өсіп келе жатқан тізбектің соңындағы атомның зарядына байланысты катиондық және аниондық полимерлену деп бөлінеді. Ионды полимерлеу процесінің еркін радикалды полимерленуден айырмашылығының бір түрі ионды жүйелерде активті орталық әр түрлі болатындығы:

полюсті молекулалар;ион жұптары;бос иондар.

Сонымен қатар, иондық полимерлену процесіне тағы да келесі қосымша факторлар әсер етеді:

бастапқы активтік полимерлену процесін бастайтын орталықпен өсетін тізбектің бір-бірінен айырмашылығы болуы;әртүрлі активті бөлшектердің оларды бір-біріне ауысу мүмкіншілігі болуы.

Сол себептен, әртүрлі жағдай үшін керекті түрді таңдауға тура келеді.Ионды полимерлену кезіндегі зерттелетін қарапайым жүйелер ретінде гетерополюстік қосылыстардың диэлектрикалық өтімділігі аз ортадағы ерітінділерін келтіруге болады. Мұндай әрекеттесудің шегі, иондар ассоциаланып әжептәуір тұрақты агрегаттар түзуі. Мұндай агрегаттарды ионды жұптар дейдіБірінші жағдайда, еріткіштің молекулалары қоршаған А- мен В+ бөлшектері түзіледі. Бөлшектердің ара қашықтығы ион радиустерінің қосындысына тең, не одан азғана үлкен болуы мүмкін. Ал, бөлінген ионды жұптарда, иондар арасында еріткіштің молекулалары болуы мүмкінБөлінген ионды жұптарды төмендегідей белгілеуге болады:

 


Ерітіндіде полюсті молекулалардың түрлерінің болуын жалпы түрде келесі тепе-теңдік жүйемен өрнектеуге болады:

 

Көптеген ионды полимерлену процестерінде, бастапқы иницирлеу агенті ретінде донорлы-акцепторлы комплекстер кіреді, не олардың түзілуі орталық саты арқылы жүруі мүмкін.

 

 

Катиондық полимерлену деп, өсетін тізбегі оң зарядталған бөлшек түзе жүретін полимерлерді алу реакцияларын айтады. Катиондық полимерленуге электродонорлық орынбасарлары бар винил мономерлері түседі. Сонымен қатар кейбір гетероциклдар немесе формальдегид сияқты, құрамында карбонил (С=О) тобы бар қосылыстар да түсе алады.Орынбасарлардың электродонорлық қасиеті артқан сайын винил мономерлерінің катиондық полимерленуге бейімділігі өседі.

Катиондық полимерленудің катализаторлары ретінде электрон акцепторлы қосылыстар қолданылады: протонды қышқылдар (Н2SO4, HClO4, H3PO4, HCl және т.б.) және апротонды қышқылдар (AlCl3, SnCl4, TiCl3, BF3 және т.б.).

Осы катализаторлар полимерленудің тізбекті реакциясына әкеп соғады. Оны төменде көрсетілген теңдеулер арқылы өрнектейді:

 

       
 
 
   

 


Катиондық полимерлену экзотермиялық реакцияға жатады, себебі мұнда да реакция барысында π- байланыс σ- байланысқа ауысады. Катиондық полимерленудің жылдамдығын көрсететін теңдеуге сүйеніп ( V= = [KAT] [COKAT][M]2 = k[KAT][COKAT][M]2) процестің жалпы белсендіру энергиясын табуға болады:

Еж = Еu+Eө-Еү мұндағы, Еu, Eө және Еү – иницирлеу, тізбектің өсу және тізбектің үзілу сатыларының белсендіру энергиялары. Әдетте Еu өте аз шама, сондықтан Еж = Eө-Еү. реакция жылдамдығы және полимердің молекулалық массасы температура өскен сайын артады.

Аниондық полимерленуде өсіп келе жатқан активті тізбектің соңында теріс заряд болады. Аниондық полимерленуге винилді және дивинлді қатардағы, қос байланыс жанында электронакцепторлы орынбасаралары бар мономерлер оңай түседі, мысалы цианды және метакрилэфирлері және т.б. электронакцепторлы орынбасарлар қос байланыстың электрофильдігін арттырып, түзілген аниондарды тұрақтандырады:

CH2=CH → CN; CH2=CH → NO2; CH2=CH →C6H5

Мұндай мономерлердің аниондық полимерлену қабілеттігі орынбасарлардың электртерістігіне байланысты өседі. Негізінен сілтілік металдар және олардың амидтері, металлорганикалық қосылыстар, метилалкилдер және басқалар пайдаланылады. Мысалы, инициатор ретінде сұйық аммиактағы натрий амидті алынған анионды полимерлену механизмын төмендегіше көрсетуге болады: Мұндағы X= - C6H5; -CN; -COOR. Реакция нәтижесінде белсенді орталық – карбанион пайдаболады, ол оң зарядталған натрий ионының жанына орналасып, онымен иондық жұп құрады.

2. Тізбектің өсуі мономердің макроанионға біртіндеп қосылуы арқылы жүреді:

3. Тізбектің берілуі (мысалы, еріткішке)

Метилалкилдің әсерінен жүретін аниондық полимерленудің механизмін қарапайым түрде былай көрсетуге болады: