Ključna razlika med katenacijo in polimerizacijo je v tem, da katenacija vključuje vezavo atomov istega kemijskega elementa v makromolekulo, medtem ko polimerizacija vključuje vezavo monomerov v makromolekulo.
Polimerizacija je na nekaterih točkah tudi vrsta katenacijske reakcije. Polimerizacija lahko ali pa ne uporablja podobnih atomov za tvorbo polimernega materiala, toda v procesu katenacije se podobni atomi vedno vežejo drug na drugega in tvorijo verižne strukture.
Kaj je katenacija?
Katenacija je sposobnost atomov določenega kemičnega elementa, da se vežejo med seboj in tvorijo verižno ali obročasto strukturo. Najpogosteje je kemijski element ogljik vključen v katenacijo, ker lahko ogljik tvori alifatske in aromatske strukture z vezavo velikega števila ogljikovih atomov. Poleg tega obstajajo nekateri drugi kemični elementi, ki lahko tvorijo te strukture, vključno z žveplom in fosforjem.
Slika 01: Butan vsebuje verigo ogljikovih atomov
Če je določen kemični element podvržen katenaciji, morajo imeti atomi tega elementa valenco, ki je vsaj dve. Poleg tega mora biti ta kemični element sposoben tvoriti močne kemične vezi med atomi svoje vrste; npr. kovalentne vezi. Polimerizacija je tudi vrsta katenacijske reakcije. Primeri kemičnih elementov, ki so lahko podvrženi katenaciji, vključujejo:
- Carbon
- Žveplo
- Silicij
- Germanij
- dušik
- Selen
- telur
Kaj je polimerizacija?
Polimerizacija je proces oblikovanja polimernega materiala. To je kemična reakcija, ki poteka predvsem na tri načine: polimerizacija s prostimi radikali, polimerizacija z rastjo verige in polimerizacija s postopno rastjo.
Polimerizacija s prostimi radikali je proces tvorbe polimernega materiala z dodatkom prostih radikalov. Radikali se lahko tvorijo na več načinov. Pogosto ta tvorba radikalov vključuje iniciatorsko molekulo. Tu nastane polimerna veriga z dodatkom radikala, proizvedenega z neradikalnimi monomeri. Trije glavni koraki v tem procesu vključujejo naslednje.
- Iniciacija
- Razmnoževanje
- Odpoved
Iniciacijski korak ima reaktivno točko. Na tej točki se začne oblikovati polimerna veriga. V drugem koraku polimer porabi svoj čas za rast polimerne verige. Zadnji korak, prekinitev, vključuje prekinitev rasti polimerne verige. To se lahko zgodi na več načinov:
- Kombinacija koncev dveh rastočih polimernih verig
- Kombinacija rastočega konca polimerne verige z iniciatorjem
- Radikalna disproporcionacija (odstranitev atoma vodika, tvorba nenasičene skupine)
Polimerizacija z rastjo verige je vrsta polimerizacijske reakcije, pri kateri nastanejo polimeri iz nenasičenih monomerov. Ta metoda se imenuje tudi adicijska polimerizacija, ker so monomeri dodani na konce polimernih verig. Med procesom polimerizacije rasti verige so monomeri pritrjeni na verigo v aktivnem mestu rastoče polimerne verige, en monomer naenkrat.
Slika 02: Polimerizacija vinil klorida
Stopenjska rastna polimerizacija je vrsta polimerizacijskega postopka, pri katerem do tvorbe polimera pride s tvorbo dvofunkcionalnih ali večfunkcionalnih monomerov. Ta tehnika polimerizacije je znana tudi kot kondenzacijska polimerizacija. V tem procesu se polimerne verige ne oblikujejo na začetku. Najprej nastanejo dimeri, trimeri in tetrameri. Nato se ti oligomeri združijo med seboj in tvorijo dolge polimerne verige. Zato monomeri niso pritrjeni na konce polimernih verig kot pri polimerizaciji rasti verige.
Kakšna je razlika med katenacijo in polimerizacijo?
Katenacija je sposobnost atomov določenega kemičnega elementa, da se vežejo med seboj in tvorijo verižno ali obročasto strukturo. Po drugi strani pa je polimerizacija tvorba polimernega materiala. Ključna razlika med katenacijo in polimerizacijo je torej v tem, da katenacija vključuje vezavo atomov istega kemičnega elementa, da se tvori makromolekula, medtem ko polimerizacija vključuje vezavo monomerov, da se tvori makromolekula. Vendar pa lahko nekatere reakcije polimerizacije zaradi skupnega postopka kategoriziramo tudi kot reakcije katenacije.
Spodnja infografika povzema razliko med katenacijo in polimerizacijo.
Povzetek – katenacija proti polimerizaciji
Ključna razlika med katenacijo in polimerizacijo je v tem, da katenacija vključuje vezavo atomov istega kemičnega elementa v makromolekulo, medtem ko polimerizacija vključuje vezavo monomerov v makromolekulo. Nekatere reakcije polimerizacije lahko zaradi skupnega postopka kategoriziramo tudi kot reakcije katenacije.
