Polimerizzazione radicalica: meccanismo e iniziatore
La polimerizzazione radicalica è un processo che, come le polimerizzazioni a catena, porta alla formazione di polimeri convertendo i doppi legami presenti nell’unità monomerica in legami saturi. Di solito, la polimerizzazione avviene trattando la sostanza in presenza di un iniziatore chimico.
Iniziatore di polimerizzazione
L’iniziatore, o catalizzatore di polimerizzazione, è in grado di fornire delle specie reattive in determinate condizioni, come radicali liberi (nel caso della polimerizzazione radicalica), cationi (polimerizzazione cationica) o anioni (polimerizzazione anionica). Queste specie reattive possono aggiungersi a una molecola di monomero, rompendo i legami e formando un’altra specie reattiva attraverso la reazione di iniziazione. La successiva addizione di unità monomeriche e la terminazione definiscono la polimerizzazione a catena radicalica, cationica o anionica.
Meccanismo della polimerizzazione
La polimerizzazione radicalica avviene attraverso una reazione a catena, in cui si ha l’addizione del radicale formatosi dall’iniziatore alla prima unità monomerica. Tale processo è seguito dall’addizione di nuove unità monomeriche al radicale formatosi, dando vita a una catena polimerica. Le reazioni che interrompono la crescita della catena possono essere di diverso tipo, come la reazione di “coupling” o il trasferimento di catena.
Costanti di velocità
Le costanti di velocità per la terminazione e i fenomeni di trasferimento sono indicate rispettivamente come k_tc e k_tr. Sulla base di questo modello a stadi, l’espressione della velocità globale di una polimerizzazione, R_p, può essere espressa come scomparsa del monomero.
Iniziatori
Nella polimerizzazione radicalica, vengono utilizzati composti capaci di fornire i radicali attraverso dissociazione termica, come perossidi, idroperossidi di formula generale ROOH e alcuni azocomposti. Alcune polimerizzazioni possono essere avviate anche da radicali prodotti in reazioni di ossidoriduzione, e in tal caso si parla di iniziazione di tipo redox. Gli inibitori e ritardatori, aggiunti ai monomeri, impediscono la polimerizzazione reagendo con le specie inizianti o propagantesi durante il processo.
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