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Radikalische Polymerisation von Vinylacetat
Die radikalische Polymerisation ist ein Prozess, bei dem Monomere, in diesem Fall Vinylacetat, unter dem Einfluss von Radikalen zu Polymeren reagieren. Dieser Prozess kann in drei Schritte unterteilt werden: Initiierung, Wachstum und Terminierung.
Initiierung:
Die Initiierung beginnt mit der Bildung von Radikalen, die durch den Zerfall eines Initiators (z.B. eines Peroxids oder eines Azoinitiators) entstehen. Diese Radikale sind sehr reaktiv und fähig, eine Doppelbindung in einem Monomer zu öffnen, um ein Monomer-Radikal zu bilden.
Für Vinylacetat \(CH_2=CHOOCCH_3\) sieht der Initiierungsschritt folgendermaßen aus:
1. Initiator \(I\) zerfällt unter Bildung von zwei Radikalen: \(I \rightarrow 2R\cdot\)
2. Ein Radikal \(R\cdot\) greift das Monomer Vinylacetat an und öffnet die Doppelbindung: \(R\cdot + CH_2=CHOOCCH_3 \rightarrow R-CH_2-CHOOCCH_3\cdot\)
Wachstum:
Im Wachstumsschritt wird das Monomer-Radikal aufeinanderfolgende Monomereinheiten hinzufügen. Dieser Prozess wiederholt sich viele Male und führt zur Bildung langer Polymerketten.
Das Wachstum erfolgt durch eine fortlaufende Reaktion des aktiven Kettenträgers (Monomer-Radikal) mit weiteren Monomeren:
\(R-CH_2-CHOOCCH_3\cdot + n CH_2=CHOOCCH_3 \rightarrow R-(CH_2-CHOOCCH_3)_n\cdot\)
Hierbei ist \(n\) die Anzahl der hinzugefügten Monomere.
Terminierung:
Die Terminierung kann auf verschiedene Arten geschehen, beispielsweise durch Kombination zweier freier Radikale oder durch Disproportionierung. Hierbei vereinigen sich zwei wachsende Polymerketten mit freien Radikalen zu einem inaktiven Polymer oder ein Wasserstoffatom wird von einem Radikal auf ein anderes übertragen, was zu einem gesättigten und einem ungesättigten Polymer führt.
Kombination:
\(R-(CH_2-CHOOCCH_3)_n\cdot + \cdot(CH_2-CHOOCCH_3)_m-R' \rightarrow R-(CH_2-CHOOCCH_3)_{n+m}-R'\)
Disproportionierung:
\(R-(CH_2-CHOOCCH_3)_n\cdot + \cdot(CH_2-CHOOCCH_3)_m-R' \rightarrow R-(CH_2-CHOOCCH_3)_nH + (CH_2=CHOOCCH_3)_m-R'\)
Zusammenfassend ist der Mechanismus der radikalischen Polymerisation von Vinylacetat ein Prozess der Initiierung, bei dem ein Initiator Radikale erzeugt, die das Monomer Vinylacetat angreifen und eine aktive Kette bilden. Diese aktiven Ketten wachsen durch den sukzessiven Zusatz weiterer Monomere, bis der Prozess durch Terminierung beendet wird, was zur Bildung von langen Polymerketten führt.
