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化学において、開始とは、1つ以上の二次反応を引き起こす化学反応のことである。開始により分子上に反応中心が生成され、連鎖反応が生じる。[1]開始により生成される反応中心は通常ラジカルであるが、陽イオンや陰イオンの場合もある。[2]反応が開始されると、種は伝播し、反応種が安定した分子と反応して、安定した種と反応種が生成される。このプロセスにより、多くの材料の構成要素であるポリマーと呼ばれる非常に長い分子鎖が生成される。 [3]伝播後、反応は終了する。開始にはさまざまな種類があり、主な2つの方法は熱開始と光開始（光）である。[4] [5]
熱による開始
熱開始は、通常は非常に高い温度で、熱の存在下で反応を開始することを伴う。反応を加熱すると、基質のラジカル開始につながる可能性がある。[6]熱の存在下では、モノマーは自己開始し、他のモノマーまたはモノマーのペアと反応する可能性がある。このプロセスは自発的 重合と呼ばれ、発生するには大量の熱（最大 200°C）が必要である。[4]モノマーが同じ種類のモノマーで開始して重合するには（ホモ重合と呼ばれる）、モノマーの開始に約 180°C が必要である。[4] 異なる種類のモノマーが開始されて互いに反応する共重合は、ホモ重合よりも安定しており、より低い温度で発生する可能性がある。[4]ホモモノマー間の自己開始は、開始される種が常に同じ種類のモノマーであるとは限らないため、観察が難しいメカニズムである。 [4]モノマーが反応フラスコ内に存在する不純物が、モノマーの重合を開始させる代わりに、モノマーと重合を開始させてしまうことがある。[4]
光開始（光）
光開始は、モノマーが光照射によって開始されるときに発生します。LED 光が反応フラスコを通過し、モノマーを励起して主にラジカルとイオンなどの反応性種に変換し、重合することができます。[5]光開始反応には、光酸化還元プロセスと分子内光化学プロセスの 2 つのメカニズムの分類があります。[7]このタイプの開始は、熱開始よりもはるかに低い温度、主に室温で発生します。[5]このため、光開始は熱開始よりもはるかに実用的です。光開始は、熱開始よりも副反応が少なく、不純物も少なくなります。[5]熱開始は維持が難しいですが、光開始はモノマーの重合を開始する簡単な方法を提供します。[5]光開始は、さまざまなコーティング、接着剤、インク、マイクロエレクトロニクスの製造などのアプリケーションでも使用されます。[5]
参照
参考文献
- ^ 「第3章 開始」、付加重合のメカニズムと速度論、包括的化学速度論、第31巻、エルゼビア、pp. 75–162、1992年、doi :10.1016/s0069-8040(08)70220-6、ISBN 9780444987952、2023-03-31取得
- ^ 「連鎖反応 | 化学 | ブリタニカ」www.britannica.com . 2023年3月31日閲覧。
- ^ 「ポリマー | 説明、例、種類、材料、用途、および事実 | ブリタニカ」。www.britannica.com 。 2023年3月31日閲覧。
- ^ abcdef Moad, Graeme; Rizzardo, Ezio; Solomon, David H. (1989)、「その他の開始システム」、包括的ポリマー科学と補足、Elsevier、pp. 141–146、doi :10.1016/b978-0-08-096701-1.00072-0、ISBN 9780080967011、2023-03-31取得
- ^ abcdef Yagci, Yusuf; Jockusch, Steffen; Turro, Nicholas J. (2010-06-16). 「光開始重合：進歩、課題、機会」. Macromolecules . 43 (15): 6245–6260. doi :10.1021/ma1007545. ISSN 0024-9297.
- ^ Gijsman, Pieter; Hensen, Guido; Mak, Manon (2021-01-01). 「熱可塑性ポリマー（ポリアミド、ポリエステル、UHMwPE）の酸化の熱開始」。 ポリマー分解と安定性。183 ：109452。doi ：10.1016 /j.polymdegradstab.2020.109452。ISSN 0141-3910。S2CID 230532425 。
- ^ Chen, Mao; Zhong, Mingjiang; Johnson, Jeremiah A. (2016-09-14). 「光制御ラジカル重合：メカニズム、方法、およびアプリケーション」. Chemical Reviews . 116 (17): 10167–10211. doi :10.1021/acs.chemrev.5b00671. hdl : 1721.1/110420 . ISSN 0009-2665. PMID 26978484.
出典
- RG、コンプトン、1992年。付加重合のメカニズムと速度論、 30、75-162 。
- ブリタニカ百科事典編集部。「連鎖反応」。ブリタニカ百科事典、2017年5月2日、https://www.britannica.com/science/chain-reaction。2023年3月29日にアクセス。
- ブリタニカ百科事典編集部。「ポリマー」。ブリタニカ百科事典、2023年1月2日、https://www.britannica.com/science/polymer。2023年3月31日にアクセス。
- Graeme, Moad および David H., Solomon。1989 年、包括的ポリマー科学および補足資料。141-146ページ。
- Yagçi, Y., Jockusch, S., Turro, NJ 光開始重合：進歩、課題、そして機会。Macromolecules 2010 , 43, 6245–6260。
- Gijsman, P., Hensen, G., Manon, M. 熱可塑性ポリマー（ポリアミド、ポリエステル、UHMwPE）の酸化の熱開始。ポリマー分解と安定性2021, 183。
- Chen, M., Zhong, M., Johnson, JA「光制御ラジカル重合：メカニズム、方法、および応用」Chemical Reviews, 2016,116(17), 10167–1021.
- Khojczyk (2011-20-09)、英語：Hofmann-Löffler-Freytag反応機構、 2023年3月31日取得。