Additiopolymerisaatio

Additiopolymerisaatio on polymeerien valmistusprosessi, jossa pienemmät rakennuspalikat, monomeerit, liittyvät toisiinsa lisäämällä toisiaan kerta toisensa jälkeen siten, ettei syntyviä sivutuotteita tarvitse poistaa. Tyypillisiä monomeerejä ovat alkeenit, kuten etyleeni, propeeni, styreeni ja vinylkloridi. Tämä ero kondensaatiopolymerisaatiosta, jossa sivutuotteita kuten vettä syntyy.

Ketjupolymerisaatio etenee useimmiten kolmessa vaiheessa: initiaatio, propagaatio ja lopetus. Initiaatiossa syntyy reaktiivinen aloittaja (radikaali, anioninen tai kationinen) monomerin reagoidessa. Propagaatiossa aloittaja lisää monomeereja ketjuun, jolloin polymeeriketju kasvaa. Lopetuksessa ketjut voivat liittyä toisiinsa tai tapahtua disproportionaatio, jolloin muodostuu lopullisia ja yksittäisiä päätepisteitä. Eri mekanismit määrittävät polymeroinnin nopeuden ja lopullisen ominaisuuden.

Stereokemia ja kontrollointi: additiopolymerisaation rakennetta vaikuttavat ketjun järjestäytyminen isotaktiseksi, syndotaktiseksi tai ataktiseksi. Joillakin menetelmillä on saavutettu kontrolloitu, “living” polymerisaatio, jossa ketjun pituus ja alkamispiste pysyvät hallinnassa ja lopettaminen voidaan ennaltaehkäistä, mikä mahdollistaa tarkemman molekyylipainon ja rakenteen hallinnan.

Sovellukset ja merkitys: additiopolymerisaatiosta valmistettuja muoveja ovat esimerkiksi polyeteenit, polystyreeni ja polyvinyylikloridi sekä korkeamman suorituskyvyn polymeerit. Prosessi on teollisuudessa keskeinen monien muovien ja elastomeerien tuotantotapa, jonka etuina ovat usein puhtaus, nopeus ja monomeerien valinnan joustavuus. Turvallisuus- ja ympäristöasiat sekä kierrätys ovat huomioon otettavia tekijöitä monomeereja ja katalyytteja valittaessa.