Polymeeriytyminen

Polymeeriytyminen on kemiallinen prosessi, jossa pienemmistä yksiköistä, monomeereista, muodostuu pitkiä molekyyliketjuja eli polymeerejä. Reaktiota voidaan ohjata siten, että lopullinen rakenne ja ominaisuudet määräytyvät monomeerien tyypin, katalyyttien sekä olosuhteiden mukaan. Polymeeriytyminen on keskeinen perusprosessi muovien, kuitujen, hartsien ja liimojen tuotannossa.

Perusmuodot ovat ketjupolymerointi sekä vaihepolymerointi. Ketjupolymeroinnissa monomeerit liittyvät toisiinsa ketjussa ja reaktiota ohjaavat radikaalit, kationiset tai anioniset mekanismit. Esimerkkejä ovat lisäyspolymeroinnit kuten polyeteeni, polystyreeni ja polyvinyylkloridi (PVC). Vaihepolymeroinnissa monomeerit reagoivat keskenään muodostaen ensin oligomeerejä ja lopulta pitkiä polymeerejä; yleisiä reaktiotyyppejä ovat kondensaatioreaktiot, joissa pienimolekyyliset eritteet kuten vesi erittyvät pois. Esimerkkejä ovat polyesterit, polyamidit ja osa hartsipolymeeristä.

Elävä polymerointi on kontrolloitu polymerointi, jossa massan kasvu ja molekyylipainojen hallinta voidaan aloittaa, pysäyttää ja jatkaa määrällisesti. Tämä mahdollistaa tarkasti säädeltyjen ketju- ja molekyylipainojen sekä stereokemian suunnittelun.

Ominaisuudet ja sovellukset: Polymerien ominaisuudet, kuten molekyylipaino, jäykkyys, terminen kestävyys ja sula sekä muotoilukäyttäytyminen, määräytyvät polymeroinnin tyypin ja kontrollin mukaan. Termoplastiset muovit ovat muokattavissa uudelleen lämmittämällä, termosetit taas kovettuvat pysyvästi. Polymeerien laajalle sovelluskirjalle kuuluvat pakkausmateriaalit, rakennus- ja elektroniikkakomponentit sekä tekstiili- ja autoteollisuus.

Ympäristövaikutukset ja kierrätys: Polymeereiden tuotanto ja käyttö voivat rasittaa ympäristöä, joten kierrätys, kierrätettävien ja biohajoavien vaihtoehtojen kehittäminen sekä energiatehokkaammat prosessit ovat tutkimuksen keskiössä.