Polümerisatsioon

Polümerisatsioon on keemiline reaktsioon, mille käigus monomeerid ühinevad ja moodustavad polümeeri. Monomeerid võivad olla sarnased või erinevad, mis võimaldab saada homopolümeerid või kopolümeerid. Reaktsioonid jagunevad peamiselt kaheks mehhanismigrupiks: ahelatõusul (chain-growth) ja samm-sammul (step-growth) polümerisatsioon.

Ahelatõusul polümerisatsioonis tekib initsiasiooniga aktiivne keskne, millele järgneb monomeeride järjestikune lisandumine (propagatsioon). Lõppfaasis võib toimuda terminatsioon, mille tulemusel lõpetatakse polümeeri kasv. Ahelatõusu mehhanismidel kasutatakse sageli radikaalseid, ioone või koordineeritud keskusi ning katalüsaatoreid nagu Ziegler-Natta või metalloene.

Samm-sammuline polümerisatsioon toimib konventsioonide või lisamisskeemide kaudu, kus monomeerid reageerivad järjestikku, sageli kondenseerumisega või lisamiste teel. Kõigi reaktsioonide lõppvõrdes tekib suur molekulmass ja polümeer võib koguneda kiiresti.

Polümeerid võivad olla lineaar- või hargnenud; kopolümeerid võivad olla juhuslikud (random), vahelduvad (alternating), blokeeritud või võrgstruktuuriga. Stereokujundust kirjeldatakse taktitusena: isotaktiline, syndiotaktiline ja ataktiline, mis mõjutab kristallilisust ja termilisi omadusi.

Molekulmass ja polümeerijaotuvus (PDI) on olulised omadused. Protsessid toimuvad erinevates süsteemides: tahkises, lahuses, suspensioonis või emulsioonis, ning sõltuvad temperatuurist, rõhust, lahustist ja katalüsaatoritest. Polümerisatsioonil on oluline roll plastide, kiudude ja biopolümeeride tootmisel ning materjaliteaduses üldiselt.