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. Иондық полимерлену тізбекті реакция механизмімен жүреді.Иондық полимерлену өсіп келе жатқан тізбектің соңындағы атомның зарядына байланысты катиондық және аниондық полимерлену деп бөлінеді. Катиондық полимерленуге электрондонорлық орынбасарлары қос байланыстың α-қалпына орналасқан, винил және дивинил мономерлер қолданылады. Мысалы, изобутилен, пропилен, α-метилстирол, винилалкил эфирлері, изопрен және т.б.

Катиондық полимерленудің катализаторы ретінде электрон акцепторлы қосылыстар қолданылады. Катализаторларды екі топқа бөлуге болады. Бірінші топқа протонды қышқылдар, яғни H2SO4, HClO4,H3PO4, HCl және т.б. Ал екінші топқа апротонды қышқылдар, яғни AlCl3, SnCl4, TiCl3,BF3 және т.б. екінші топтағы катализаторларға протон бере алатын сокатализаторлар қажет. Сокатализатор ретінде су, спирттер, органикалық қышқылдар, галогеналкилдер қолданылады. Жоғарыда көрсетілген катализаторлардан басқа да көптеген қосылыстар осы мақсатқа жұмсалады. Мысалы, I2, Cu2+, оксоний ионы және жоғары энергияның сәулеленуі. Екінші топқа жататын катализаторларды Льюис қышқылдары немесе Фридель- Крафтс катализаторлары деп атайды. Бұл катализаторларға сокатализатор қосқанда алғашында комплексті қосылыс түзіледі де, кейін ол лезде диссоциацияланады:

BF3+H2O↔H[BF3OH]↔H++ [BF3OH]-

Катионды полимерлену деп, өсетін тізбегі оң зарядталған бөлшек түзе жүретін полимерлерді алу реакцияларын айтады.Катиондық полимерленуге электрондонорлық орынбасарлары бар винил мономерлері түседі. 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. Көп жағдайда тізбектің үзілу реакциясының белсендіру энергиясы тізбектің өсу реакциясының белсендіру энергиясынан жоғары болып келеді, сонда Еж< 0. Бұдан мынадай қорытынды шығады: реакция жылдамдығы және полимердің молекулалық массасы температура өскен сайын артады. Бұл тұжырым көбіне тәжірибе жүзінде дәлел табады. Катиондық полимерлену жылдамдығы радикалдық полимерлену сиякты температураға байланысты тез өзгермейді.

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. Сонымен қатар карбонилді қосылыстар, мысалы, альдегидтер (>C=O байланысы бойынша) және басқалар да түсе алады. Аниондық полимерленудің катализаторлары ретінде электрондонорлы қосылыстар қолданылады. 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: