Ketjupolymeroinnissa

Ketjupolymerointi on polymeerien syntytapa, jossa monomeeri liittyy aktiiviseen keskukseen toistuvasti ja muodostaa pitkän polymeeriketjun. Tämä mekanismi mahdollistaa suurien molekyylipainojen muodostumisen suhteellisen nopeasti. Yleisimmät monomeerit ovat alkenenit, kuten eteen (eteeni), styreeni, vinyylikloriidi ja acrylonitriili.

Ketjupolymeroinnissa kasvu etenee kolmessa päävaiheessa: initiaatio, propagaatio ja lopettaminen. Initiaatiossa aktivoidaan monomeerit, jolloin syntyy reaktiivinen keskuspiste (radikaali, kationi, anioni tai koordinointikompleksi). Propagaatiossa keskuksena toimiva yksikkö lisää monomeereja ketjuun. Lopettaminen tapahtuu yhdistymisellä, disproportionation-reaktiolla tai ketjinsiirrolla, jolloin kasvu päättyy tai siirtyy toiseen ketjuun.

Ketjupolymerointi voidaan jakaa useisiin alalajeihin. Vapaan radikaalin ketjupolymerointi on yleisin ja soveltuu monien aluen monomeerien polymerointiin. Ioninen ketjupolymerointi voi olla kationinen tai anioninen ja mahdollistaa nopean ketjun kasvun tietyissä olosuhteissa. Koordinaatio-polymerointi, kuten Ziegler–Natta- ja metallocene-katalyytteinen, on erityisen tärkeä polyeteenien ja polypropyleenien tuotannossa.

Kinetiikassa monomeeripitoisuus ja lämpötila vaikuttavat kasvunopeuteen. Hallittu tai elävä ketjupolymerointi pyrkii minimoimaan lopetuksen ja ketjinsiirron, jolloin molekyylimassa ja jakautuma voidaan kontrolloida tarkemmin.

Ketjupolymeroinnissa valmistetaan laaja kirjo polymeerejä, kuten polyeteeni (HDPE ja LDPE), polyvinyylikloridi (PVC), polystyreeni ja polymetyylimetakrylaatti (PMMA). Näitä polymeerejä käytetään pakkauksissa, rakennusmateriaaleina, eristemateriaaleina ja monissa kuluttajatuotteissa.