Polymeeritutkimus

Polymeeritutkimus on monitieteinen ala, joka tutkii polymeerien syntetisoitumista, rakennetta, ominaisuuksia ja sovelluksia. Polymeerit ovat suuria molekyyliketjuja, joiden pitkäaikainen järjestys ja massa vaikuttavat mekaanisiin, lämpöisiin sekä käsittelyominaisuuksiin. Tutkimus kattaa sekä syvällisen ymmärryksen perusilmiöistä että uusien materiaalien ja prosessien kehittämisen teolliseen käyttöön.

Keskeisiä tutkimusalueita ovat polymerointi ja siihen liittyvä kinetiikka, ketjuarkkitehtuuri sekä polymerien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Tutkimukseen kuuluu rakenteen–ominaisuuksien yhteyksien määrittäminen sekä prosessointikoneiden suunnittelu. Menetelminä käytetään sekä kokeellisia tekniikoita kuin spektroskopiaa, lämpöanalyysiä, rheologiaa ja mikroskopiaa että laskennallisia malleja ja simulaatioita.

Keskeisiä karakterisointimenetelmiä ovat NMR- ja IR-spektroskopia, GPC/SEC-kromatografia, DSC, TGA sekä erilaiset mekaaniset ja lämpöominaisuustestit. Tutkimus kattaa myös polymeerien prosessoinnin, kuten muovaamisen, ruisku- ja tulostusmenetelmät sekä kierrätettävyys- ja kestävyysnäkökohdat.

Sovellusalueet kattavat muovit, elastomeerit, hydrogeelit, biopolymeerit sekä johtavat ja energiaa varastoivat polymeeriratkaisut. Tutkimus on keskeistä kestävän kehityksen tavoitteille, mukaan lukien kierrätys, biohajoavuus ja kiertotalous.

Polymeerien tutkimus sai alkunsa 1900-luvulla muovien synteesistä ja kehittyi 1950–1970-luvuilla monomeerien hallinnan ja living polymerization -menetelmien myötä. Nykyisin ala yhdistää kokeelliset ja laskennalliset menetelmät sekä teolliset ja akateemiset yhteistyöt useilla aloilla.