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イオン重合【イオンじゅうごう】

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

イオン重合
イオンじゅうごう
ionic polymerization
重合反応において,成長鎖がイオンである付加重合をいう。成長イオンがカチオン (陽イオン) であるかアニオン (陰イオン) であるかによって,カチオン重合アニオン重合に大別される。カチオン重合の開始剤にはプロトン酸やルイス酸,アニオン重合にはアルカリ金属や有機金属化合物が用いられる。ラジカル重合に比べて重合する単量体の種類が少く,操作も複雑であるため,イオン重合で工業的に生産される重合体は,イソブテンプロピレン,多くの環状化合物のようにラジカル重合しない単量体に限られている。しかし,立体規則性重合体や幾何構造の規制されたジエン重合体はイオン重合でしか得ることができず,特殊な構造の重合体を生成する手段として重要である。

出典:ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典
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世界大百科事典 第2版

いおんじゅうごう【イオン重合】

出典:株式会社平凡社
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日本大百科全書(ニッポニカ)

イオン重合
いおんじゅうごう
ionic polymerization

重合反応の一形式で、成長していく連鎖の末端がイオンであるものをいう。それがラジカル(遊離基)であればラジカル重合である。

[垣内 弘]

カチオン重合とアニオン重合

成長末端イオンの種類によってカチオン(陽イオン)重合とアニオン(陰イオン)重合とに区別される。カチオン重合は、重合するビニル基に電子を押し込むような置換基(電子供与性基)の存在したときにおこる。たとえばビニルエーテルなどである。アニオン重合(陰イオンであるアニオンが反応の原動力となるイオン重合)は、電子受容性基をもつビニル化合物、たとえばアクリロニトリル、メタクリル酸メチルなどにおこりやすい。スチレン、ラクトン、エポキシ樹脂などはカチオン、アニオンの両方の重合が可能である。イオン重合はラジカル重合に比べて反応がおこりやすく、低温での重合が可能である。重合速度や重合度は、反応系の溶媒の極性(分子中で正負の極が偏る度合い)によって支配される。なお、電子供与性基と受容性基とは、ビニル化合物の二重結合の電子密着を大きくする基と小さくする基をいう。前者はOCH3やCH3など、後者は-CN-COOH、-COORなど。

 カチオン重合では広い意味の酸が、アニオン重合では塩基が触媒となり、いろいろな単量体(モノマー)との組合せで重合がおこる。しかし重合の停止ははっきりせず、重合終了時においても重合体末端に活性種をもっているリビングポリマー(比較的寿命の長いラジカルやイオンをもつポリマー成長鎖末端)をつくることが多い。また、少量の水や空気の存在は重合を妨害することが多々ある。

[垣内 弘]

『高分子学会編『高分子機能材料シリーズ1 高分子の合成と反応1』(1992・共立出版)』『井上賢三ほか著『高分子化学』(1994・朝倉書店)』『青木俊樹ほか著『物質工学講座 高分子合成化学』(1995・東京電機大学出版局)』『井上祥平著『化学新シリーズ 高分子合成化学』(1996・裳華房)』『中条善樹著、井上晴夫ほか編『基礎化学コース 高分子化学1 合成』(1996・丸善)』

出典:小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)
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化学辞典 第2版

イオン重合
イオンジュウゴウ
ionic polymerization

イオンを中間体として進行する重合反応で,アニオン重合とカチオン重合とに大別される.アニオン重合の開始剤としては,アルカリ金属,アルキル金属化合物,アルカリアルコラートおよびピリジンなどの塩基性化合物が用いられる.アニオン重合の成長反応は次のように表される.

M は対アニオンとよばれる正電荷を帯びた対イオンで,アルカリ金属イオンの場合が多い(Liは例外でLi-C結合は共有結合に近い).R′,R″は-CN,-COOR,-C6H5,-HC=CH2など電子受容性置換基である.これに対し,オレフィンの立体規則性重合触媒として知られるチーグラー-ナッタ系触媒を代表とする遷移金属化合物を触媒に用いる重合では,まず単量体が遷移金属に配位してから(1)で示すような挿入反応が起こる.このような重合を配位アニオン重合とよんで区別される.一方,カチオン重合は正電荷を帯びた成長末端により重合が進行するため,とくにカルベニウムイオン重合(末端イオンが C の場合),オキソニウムイオン重合(O)などとよぶこともある.開始剤としてはルイス酸フリーデル-クラフツ触媒のほか,H2SO4,HClO4,HFといったブレンステッド酸などがよく用いられる.BF3・H2Oを開始剤とするイソブテンのカチオン重合を例にとれば,重合は次のように進行する.

遷移金属触媒を用いたビニルエーテルやブタジエンのカチオン重合では,単量体が成長鎖と反応する前に対イオンに付加してから重合が進行し,配位カチオン重合とよんで区別することもある.イオン重合は重合活性種の近傍に必ず対イオンが存在することが大きな特徴である.このため,重合溶媒,対イオンの種類により重合が大きく影響を受ける.対イオンとの相互作用を積極的に制御することで,重合速度の制御や,副反応(連鎖移動反応,停止反応)の抑制が可能な重合系もある.

出典:森北出版「化学辞典(第2版)」
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