고분자 화학/ 이온중합 / 음이온 중합 메카니즘
음이온 중합반응도 라디칼 중합이나 양이온 중합과 마찬가지로 다음 4단계로 나누어서 살펴볼 수 있습니다:
(1) 개시반응
(2) 성장반응
(3) 사슬이동 반응
(4) 정지반응
그리고 각 단계에서 라디칼이나 양이온 중합과 다른 점, 독특한 점을 비교하고 찾아볼 수 있습니다.
1. 개시반응 (initiation)
음이온 개시제, 식 1에서는 n-부틸리튬이 유기 금속이온쌍으로 개시반응을 합니다. n-butyl 기가
음이온이 되고 이것이 단량체의 이중결합과 반응하게 됩니다 (식 2). 이때 n-butyl 기는 전자밀도가 적은 쪽의
탄소원자와 결합하게 됩니다 (식 3). 물론 이때 반대이온 (counter ion)은 항상 주위에 존재하게 됩니다.
(1)
(2)
(3)
2. 성정반응 (propagation)
개시반응에서 생성된 음이온 분자는 연속적으로 단량체와 결합하게 됩니다.
반대이온은 항상 성장점 주위에 존재합니다. 그러므로 실제 단량체와 결합하는
속도는 성장하는 음이온 분자와 금속 양이온의 결합력하고 관련이 있고
따라서 이것은 또한 용매의 극성정도와도 관련이 있습니다. 즉 금속 양이온이 강하게
성장 음이온 분자와 결합하고 있으면 단량체가 반응하기 어려워집니다.
(4)
양이온 크기의 효과:
용매의 극성 효과:
3. 사슬이동 반응 (chain transfer)
음이온 중합에서는 사슬이동 반응이 잘 일어나지 않습니다.
4. 정지반응 (termination)
이산화탄소, 물, 알코올 또는 다른 수소이온을 가진 시약과 반응할 때 정지반응이
일어납니다. 이런 시약이 없는 조건하에서는 정지반응이 일어나지 않고, 음이온 말단은
사슬이동반응도 없이 활성인채로 오랫동안 존재합니다.
(5)
이산화탄소와 반응하는 두 번째 형태의 정지반응에서 우리는 카르복시기, -COOH 가
말단인 고분자가 만들어지게 된다는 것도 흥미있는 반응입니다.