Katenatsiooni ja polümerisatsiooni peamine erinevus seisneb selles, et katenatsioon hõlmab sama keemilise elemendi aatomite sidumist makromolekuli moodustamiseks, samas kui polümerisatsioon hõlmab monomeeride sidumist makromolekuli moodustamiseks.
Polümerisatsioon on teatud punktides ka katenatsioonireaktsiooni tüüp. Polümerisatsioonil võib polümeermaterjali moodustamiseks kasutada või mitte kasutada sarnaseid aatomeid, kuid katenatsiooniprotsessis kinnituvad sarnased aatomid alati üksteise külge, moodustades ahelstruktuure.
Mis on katenatsioon?
Katenatsioon on konkreetse keemilise elemendi aatomite võime üksteisega seostuda, moodustades ahel- või tsüklistruktuuri. Kõige sagedamini osaleb katenatsioonis keemiline element süsinik, kuna süsinik suudab suure hulga süsinikuaatomite sidumise kaudu moodustada alifaatseid ja aromaatseid struktuure. Lisaks on mõned muud keemilised elemendid, mis võivad neid struktuure moodustada, sealhulgas väävel ja fosfor.
Joonis 01: butaan sisaldab süsinikuaatomite ahelat
Kui teatud keemiline element läbib katenatsiooni, peab selle elemendi aatomite valents olema vähem alt kaks. Pealegi peab see keemiline element suutma moodustada tugevaid keemilisi sidemeid omasuguste aatomite vahel; nt. kovalentsed sidemed. Polümerisatsioon on ka katenatsioonireaktsiooni tüüp. Keemiliste elementide näited, mis võivad läbida katenatsiooni, on järgmised:
- Süsinik
- Väävel
- Räni
- Germaanium
- Lämmastik
- Selenium
- Tellurium
Mis on polümerisatsioon?
Polümerisatsioon on polümeermaterjali moodustamise protsess. See on keemiline reaktsioon, mis toimub peamiselt kolmel viisil: vabade radikaalide polümerisatsioon, ahela kasvu polümerisatsioon ja astmeline polümerisatsioon.
Vabade radikaalide polümerisatsioon on polümeermaterjali moodustamise protsess vabade radikaalide lisamise teel. Radikaalid võivad tekkida mitmel viisil. Sageli hõlmab see radikaalide moodustumine initsiaatormolekuli. Siin moodustub mitteradikaalsete monomeeridega toodetud radikaali lisamise teel polümeerahel. Selle protsessi kolm peamist sammu hõlmavad järgmist.
- Algatamine
- Levitamine
- Lõpetamine
Alustusetapil on reaktiivne punkt. Sel hetkel hakkab moodustuma polümeerahel. Teises etapis kulutab polümeer oma aega polümeeriahela kasvatamisele. Viimane etapp, lõpetamine, hõlmab polümeeri ahela kasvu lõpetamist. See võib juhtuda mitmel viisil:
- Kahe kasvava polümeerahela otste kombinatsioon
- Polümeerahela kasvava otsa kombinatsioon initsiaatoriga
- Radikaalne disproportsioon (vesinikuaatomi eemaldamine, moodustades küllastumata rühma)
Ahelkasvu polümerisatsioon on teatud tüüpi polümerisatsioonireaktsioon, mille käigus polümeerid moodustuvad küllastumata monomeeridest. Seda meetodit nimetatakse ka liitpolümerisatsiooniks, kuna polümeeriahelate otstesse lisatakse monomeere. Ahela kasvu polümerisatsiooniprotsessi käigus kinnituvad monomeerid ahela külge kasvava polümeeri ahela aktiivses kohas, üks monomeer korraga.
Joonis 02: Vinüülkloriidi polümerisatsioon
Astmeline kasvupolümerisatsioon on teatud tüüpi polümerisatsiooniprotsess, kus polümeeri moodustumine toimub bi- või multifunktsionaalsete monomeeride moodustumisel. Seda polümerisatsioonitehnikat tuntakse ka kui kondensatsioonipolümerisatsiooni. Selle protsessi käigus polümeeriahelaid alguses ei moodustu. Esiteks moodustuvad dimeerid, trimeerid ja tetrameerid. Seejärel ühinevad need oligomeerid üksteisega, moodustades pikad polümeeriahelad. Seetõttu ei kinnitu monomeerid polümeeriahelate otstele nagu ahela kasvu polümerisatsioonil.
Mis vahe on kateneerimisel ja polümerisatsioonil?
Katenatsioon on konkreetse keemilise elemendi aatomite võime üksteisega seostuda, moodustades ahel- või tsüklistruktuuri. Polümerisatsioon seevastu on polümeermaterjali moodustamine. Niisiis, peamine erinevus katenatsiooni ja polümerisatsiooni vahel on see, et katenatsioon hõlmab sama keemilise elemendi aatomite sidumist makromolekuli moodustamiseks, samas kui polümerisatsioon hõlmab monomeeride sidumist makromolekuli moodustamiseks. Kuid mõned polümerisatsioonireaktsioonid võib tavapärase protseduuri tõttu liigitada ka katenatsioonireaktsioonideks.
Allpool infograafikat võetakse kokku katenatsiooni ja polümerisatsiooni erinevused.
Kokkuvõte – katenatsioon vs polümerisatsioon
Katenatsiooni ja polümerisatsiooni peamine erinevus seisneb selles, et katenatsioon hõlmab sama keemilise elemendi aatomite sidumist makromolekuli moodustamiseks, samas kui polümerisatsioon hõlmab monomeeride sidumist makromolekuli moodustamiseks. Mõned polümerisatsioonireaktsioonid võib tavapärase protseduuri tõttu liigitada ka katenatsioonireaktsioonideks.
