Additiopolimerointi

Additiopolimerointi on polymeerien muodostusmenetelmä, jossa monomeerit liittyvät toisiinsa toistuvasti ilman sivutuotteita. Kasvu on tyypillisesti ketjumainen: yksi aktiivinen keskuspiste lisää monomeerin toisen monomeerin rakenteeseen, jolloin pitkä polymeeriketju kasvaa.

Mekanismin osalta additiopolimerointi voidaan jakaa useisiin päätyyppeihin, kuten vapaa-radikaaliseen, kationiseen ja anioniseen polymerointiin. Keskeisiä vaiheita ovat aloitus, propagaatio ja päättyminen; joissakin tapauksissa tapahtuu myös siirtovaikutuksia (chain transfer), jotka vaikuttavat molekyylipainoon ja rakennetta koskeviin ominaisuuksiin. Monomeerien luonne määrittää oikean mekanismin: esimerkiksi vinylimonomeerit kuten eteen, propeeni, styreeni ja vinylekloridi polymeroituvat yleisesti additioprosessissa.

Kontrollointi ja viimeaikaiset kehityssuunnat (living/controlled polymerization) mahdollistavat tarkemman molekyylipainon hallinnan, jakautuman riippuvuuden ja erilaisten rakenteiden, kuten stereo- ja blokkipolymereiden, valmistamisen. Tällaisia kontrolloituja menetelmiä ovat esimerkiksi RAFT, ATRP ja ROMP, joilla voidaan valmistaa pitkiä, määriteltyjä polymeeriketjuja sekä monimutkaisia arkkitehtuureja.

Monomeerien tyypit ovat enimmäkseen vinyl- ja konjugoituneet monomeerit, kuten eteen, propeeni, styreeni, vinylkloridi ja akrylaatit. Reaktiot ovat usein exotermaisia ja reaktio-olosuhteet (lämpötila, liuotin, initiatorit) vaikuttavat lopulliseen molekyylipainoon sekä polymerin ominaisuuksiin.

Sovelluksia on runsaasti: muovituotteet, kalvot ja kuitumaiset materiaalit. Tunnettuja esimerkkejä ovat polyeteeni PE, polystyreeni PS, polyvinyylikloridi PVC sekä poly(metylimetakrylaatti) PMMA. Additiopolimerointi eroaa kondensaatiopolimeroinnista siinä, ettei syntyvä polymeeri edellytä sivuttaistuotteen poistumista.