بسپارش رادیکال کیست؟ توضیح بده.
بسپارش رادیکال آزاد (به انگلیسی: free-radical polymerization)، روشی برای پلیمریزاسیون است که در آن پلیمر با افزودن متوالی بلوک‌های ساختاری رادیکال آزاد ( واحدهای تکرارشونده ) تشکیل می‌شود. رادیکال‌های آزاد می‌توانند با مکانیسم‌های مختلفی تشکیل شوند که معمولاً شامل مولکول‌های آغازگر جداگانه‌ای هستند. در شروع تولید، رادیکال آزاد آغازگر، واحدهای مونومر (غیر رادیکال) را تولید می‌کند و در نتیجه زنجیره پلیمری را رشد می‌دهد.پلیمریزاسیون رادیکال آزاد یک مسیر سنتز کلیدی برای به دست آوردن طیف گسترده‌ای از پلیمرها و کامپوزیت‌های مواد مختلف است. فعل و انفعالات شیمیایی رادیکال آزاد ماهیت نسبتا غیر اختصاصی‌ای دارند، که آن را به یکی از متنوع ترین شکل های پلیمریزاسیون در دسترس تبدیل می‌کند و امکان واکنش‌های آسان در انتهای زنجیره‌های رادیکال آزاد پلیمری و سایر مواد شیمیایی را فراهم می‌کند. در سال 2001، 40 میلیارد پوند از 110 میلیارد پوند پلیمرهای تولید شده در ایالات متحده توسط پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تولید شد.مرحله آغاز."آغاز" اولین مرحله از فرآیند پلیمریزاسیون است. در حین مرحله «آغاز»، یک مرکز فعال ایجاد می‌شود که از آن یک زنجیره پلیمری تولید می‌شود. همه مونومرها به همه انواع آغازگرها حساس نیستند. «آغاز» رادیکال روی پیوند دوگانه کربن-کربن مونومرهای وینیل و پیوند دوگانه کربن-اکسیژن در آلدئیدها و کتون ها بهترین عملکرد را دارند. «آغاز» دو مرحله دارد. در مرحله‌ی اول یک یا دو رادیکال از مولکول‌های آغازگر ایجاد می‌شود. در مرحله‌ی دوم، رادیکال‌ها از مولکول‌های آغازگر به واحدهای مونومر موجود منتقل می‌شوند. چندین انتخاب برای این آغازگر در دسترس است.انواع آغاز و آغازگر.تجزیه حرارتی.آغازگر حرارت داده می‌شود تا زمانی که یک پیوند به صورت همولیتیک جدا شود و دو رادیکال تولید کند (شکل 1). این روش اغلب با پراکسیدهای آلی یا ترکیبات آزو استفاده می‌شود.نورکافت.تشعشعات یک پیوند را به صورت همولیتیک می‌شکند و دو رادیکال تولید می‌کند (شکل 2).این روش اغلب برای یدیدهای فلزی، آلکیل‌های فلزی و ترکیبات آزو استفاده می‌شود.هنگامی که رادیکال در پایین ترین حالت سه گانه برانگیختگی خود قرار دارد، آغازگر نوری می تواند با جداسازی دو مولکولی H همراه باشد. یک سیستم آغازگر نوری قابل قبول باید شرایط زیر را برآورده کند:واکنش‌های اکسایش-کاهش.کاهش هیدروژن پراکسید یا یک آلکیل هیدروژن پراکسید توسط آهن (شکل 3). کاهنده‌های دیگری مانند Cr 2+ ، V 2+ ، Ti 3+ ، Co 2+ و Cu + را می‌توان در بسیاری از موارد به جای یون آهن به کار برد.پلاسما.یک مونومر گازی تحت شرایطی که پلاسما (مولکول‌های گاز یونیزه شده) ایجاد می‌شود، در یک تخلیه الکتریکی با فشار کم قرار می‌گیرد. در برخی موارد، سیستم گرم می‌شود و/یا در یک میدان فرکانس رادیویی قرار می‌گیرد تا به ایجاد پلاسما کمک کند.کارایی آغازگر.به دلیل واکنش‌های جانبی، همه رادیکال‌هایی که از تفکیک مولکول‌های آغازگر تشکیل می‌شوند، مونومرها را برای تشکیل زنجیره‌های پلیمری اضافه نمی‌کنند. "ضریب کارایی: "f"" به عنوان کسری از آغازگر اصلی که به واکنش پلیمریزاسیون کمک می‌کند، تعریف می‌شود. حداکثر مقداری که برای "f" تعریف می‌شود 1 است، اما مقادیر معمولی از 0.3 تا 0.8 متغیر است.انواع واکنش‌های زیر می توانند کارایی آغازگر را کاهش دهند.نوترکیبی اولیه.دو رادیکال قبل از شروع یک زنجیره با هم مجددا ترکیب می‌شوند (شکل 4). این در داخل قفس حلال رخ می‌دهد، به این معنی که هنوز هیچ حلالی بین رادیکال‌های جدید قرار نگرفته است.سایر مسیرهای نوترکیبی.دو آغازگر رادیکال قبل از شروع یک زنجیره دوباره با هم ترکیب می‌شوند، اما نه در قفس حلال (شکل 5).واکنش‌های جانبی.یک رادیکال قابل تولید به جای سه رادیکال تولید می‌شود (شکل 6).مرحله تکثیر.در طی پلیمریزاسیون، یک پلیمر بیشتر وقت خود را صرف افزایش طول زنجیره یا تکثیر می‌کند. پس از تشکیل آغازگر رادیکال ، به یک مونومر حمله می‌کند (شکل 7). در یک مونومر اتن، یک جفت الکترون به طور ایمن در یک پیوند سیگما بین دو کربن نگه داشته می‌شود، دیگری به صورت آزادتر در یک پیوند پی نگه داشته می‌شود. رادیکال آزاد از یک الکترون پیوند پی برای تشکیل پیوندی پایدارتر با اتم کربن استفاده می کند. الکترون دیگر نیز به اتم کربن دوم باز می‌گردد و کل مولکول را به رادیکال دیگری تبدیل می‌کند. این زنجیره پلیمری را آغاز می‌کند. شکل 8 نشان می‌دهد که چگونه اوربیتال های یک مونومر اتیلن با یک آغازگر رادیکال برهمکنش می‌کنند.هنگامی که یک زنجیره آغاز شد، زنجیره منتشر می‌شود (شکل 9) تا زمانی که دیگر مونومر وجود نداشته باشد ( پلیمریزاسیون زنده ) یا تا زمانی که "خاتمه" رخ دهد. بسته به عوامل متعددی مانند واکنش رادیکال و زنجیره‌ای، حلال و دما ممکن است از چند تا هزاران مرحله انتشار وجود داشته باشد. مکانیسم انتشار زنجیره به شرح زیر است:مرحله خاتمه.خاتمه زنجیره در پلیمریزاسیون رادیکال به دلیل واکنش پذیری زیاد رادیکال‌ها اجتناب ناپذیر است. خاتمه می‌تواند توسط چندین مکانیسم مختلف رخ دهد. اگر هدف تولید زنجیره های طولانی‌تر است، غلظت آغازگر باید پایین نگه داشته شود. در غیر این صورت، زنجیره های کوتاه تر بسیاری ایجاد می‌شود.روش‌های پلیمریزاسیون رادیکال.چهار روش صنعتی برای پلیمریزاسیون رادیکال وجود دارد:کاربردها.پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد کاربردهایی از جمله ساخت پلی استایرن ، الاستومرهای کوپلیمر بلوک ترموپلاستیک ، استنت های قلبی عروقی، سورفکتانت های شیمیایی و روان کننده‌ها پیدا کرده‌اند. کوپلیمرهای بلوکی نیز برای طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله چسب، کفش و اسباب بازی‌ها استفاده می‌شوند.