Kopolimerizasyon Mekanizması; İyonik Kopolimerizasyon (ionic copolymerization)

Kopolimerizasyon denklemi radikal, katyonik ve anyonik zincir polimerizasyonlarının hepsine uygulanabilir.


Tablo-1: Q ve e değerlerinin Komonomer Sistemlerine
Göre Değişmesi

Monomer (M1)
Komonomer
Q (M1)
e (M1)
Akrilpnitril
Stiren
0.44
1.20

Vinil aetat
0.67
1.0

Vinil klorür
0.37
1.3
Vinil asetat
Metil akrilat
0.10
- 0.5

Metil metakrilat
0.028
- 0.3

Vinil klorür
0.026
- 0.4
Vinil klorür
Metil akrilat
0.035
0.0

Stiren
0.024
0.2


Ancak, bir komonomer çifti için r1 ve r2 değerleri, izlenilen polimerizasyon yöntemine göre çok farklı olabilir.

      Stiren (r1)           Metil metakrilat (r2)
¾¾¾¾¾          ¾¾¾¾¾¾¾¾¾
Radikal:            0.52                             0.46
Katyonik:          10                                0.1
Anyonik:           0.1                               6

İyonik kopolimerizasyonun radikal kopolimerizasyondan daha seçimli olacağı kolayca söylenebilir.

Metil metakrilatın anyonik kopolimerizasyonda daha büyük reaktiflik göstermesi, stirenin ise katyonik kopolimerizasyonda daha reaktif olması doğaldır. Başlangıçta eş-molar olarak alınan bir stiren-metil metakrilat karışımından, radikal polimerizasyonu ile oluşan kopolimerde monomerlerin oranı yaklaşık 1:1 olacaktır.

Katyonik polimerizasyonla başlıca stiren, anyonik polimerizasyonla ise başlıca metil metakrilat kopolimeri oluşur. (Şekil-1).



Şekil-1: Stiren-metil metakrilat kopolimerizasyonunda kopolimer bileşiminin başlangıçta alınan stiren ile değişmesi. Polimerizasyonlarda SnCl4 (katyonik), Bz2O2 (radikal), Na/sıvı NH3 (anyonik) başlatıcılar kullanılmıştır.


Bu yüksek seçimlilik nedeni ile iyonik kopolimerizasyonun uygulanma olanağı sınırlıdır. İyonik kopolimerizasyona uğrayan monomerlerin sayısı az olduğundan bu yöntemle elde edilecek kopolimerik ürünler de çok çeşitli olamaz.

Öte yandan, hemen bütün monomerler radikal kopolimerizasyonu verdikleri için, bu yöntemle, kopolimer bileşimi geniş bir bölgede değiştirilebilen ürünler sentez edilebilir. Ayrıca, radikal kopolimerizasyonunda başlatıcı olarak kullanılan maddenin kopolimer bileşmini etkilemediği kopolimerizasyon denkleminden görülmektedir. Polimerizasyon bir azo bileşiği veya peroksit ile başlatılabileceği gibi ışıkla ya da bir redoks sistemi ile de başlatılabilir. Bütün başlatıcılar için kopolimer bileşimi değişmez.

İyonik kopolimerizasyonlar radikal kopolimerizasyonlarından bir çok bakımdan farklıdır. Her şeyden önce iyonik kopolimerizasyonların radikal kopolimerizasyonlarından daha seçimli olduğunu belirtmeliyiz. İyonik kopolimerizasyonda monomer reaktiflikleri daha geniş bir bölgeye yayıldığı için, katyonik ya da anyonik kopolimerizasyona uğrayan komonomer çiftlerinin sayısı oldukça kısıtlıdır. Katyonik kopolimerizasyon elektron iten substituentli monomerlerle, anyonik kopolimerizasyon ise elektron çeken substituentli monomerler ile yürütülür. Daha önce değinildiği gibi, iyonik kopolimerizasyona uğrayan monomer çiftleri ideal kopolimer verme eğilimi gösterirler. Çünkü, büyümekte olan iki farklı iyonik zincir ucuna karşı, bu iki monomerin bağıl reaktiflikleri hemen hemen eşit olacağından r1 r2 çarpımı bire yaklaşır. Seçenekli kopolimer oluşturma olanağı bulunmaz. Ayrıca, iyonik kopolimerizasyonların çoğunda r1 r2 çarpımı birden büyüktür. Bu nedenle, her iki monomeri de büyük oranlarda içeren monomer çiftlerinin sayısı oldukça sınırlıdır.

Radikal kopolimerizasyonlarında monomer reaktiflik oranlarının reaksiyon koşullarına bağlı olmadığını belirtmiştir. İyonik kopolimerizasyonda durum büsbütün başkadır. Bu tür kopolimerizasyonlarda monomer reaktiflik oranları başlatıcıya, reaksiyon ortamına ve sıcaklığa bağımlılık gösterir. Anyonik ve katyonik kopolimerizasyon reaksiyonları üzerinde ilgili bölümlerde daha geniş bilgi verilmiştir.


GERİ (poimer kimyası)