Ketjopolimerisaatioiden

Ketjopolimerisaatiot ovat polymeerien muodostumisen reaktioita, joissa monomeerit liittyvät toisiinsa toistuvin lisäysvaihein ketjumaiseksi polymerimolekyyliksi. Tämä muodostuminen tapahtuu yleensä lisäysketjopolimerisaation mekanismilla, jossa monomeerit liittyvät aktiiviseen keskukseen ilman sivutuotteita. Ketjopolimerisaatiot eroavat usein kondensaatiopolymerisaatioista siinä, että suurimmat polymeeriketjut muodostuvat pääasiassa jatkuvan ketjun kasvaen. Keskeisiä vaiheita ovat aloitus, propagointi ja lopetus: aktiivinen keskus syntyy alussa ja monomeerit liittyvät siihen, jolloin ketju kasvaa, kunnes lopetussija pysäyttää kasvun.

Ketjopolimerisaatioita voidaan luokitella useisiin alaluokkiin riippuen siitä, millainen aktiivinen keskus toimii. Free-radical-polymerisaatio on yleisin kaupallisessa käytössä, jossa radikaaleita syntetisoivalla aloittimella voidaan käynnistää ketjun kasvu; monomeereina ovat usein vinyl-yhdisteet kuten etyleeni, styreeni ja akrylaatit. Anioninen ja kationinen ketjopolimerisaatio perustuvat vahvoihin alkeellisiin aloittajiin ja mahdollistavat living- (kontrolloidun) polymeroinnin, joka antaa tarkasti hallitun ketjujen pituuden ja mahdollistaa blokki- ja kopolymeerien valmistuksen. Koordinaatiopolimerisaation (esim. Ziegler-Natta- ja metallocene-katalyytit) avulla voidaan hallita stereokonfiguraatiota polyolefiineissä, kuten isotaktisen polypropeenin tuotanto.

Monomeerivalikoima ja prosessin olosuhteet vaikuttavat lopullisiin ominaisuuksiin, kuten molekyylipainoon, dispersiteettiin ja termisiin ominaisuuksiin. Living- ja kontrolloidut järjestelmät mahdollistavat monimutkaisten kopolymeerien ja blokkipolymeerien suunnittelun. Ketjopolimerisaatiot ovat keskeisiä moderneissa polymeeriteollisuuden sovelluksissa pakkausmateriaaleista teknisiin korkeateknisiin polymeereihin.