Polymeerointi

Polymeerointi on kemiallinen reaktio, jossa pienemmistä rakennuspalikoista, monomeereista, muodostuu pidempiä molekyyliketjuja eli polymeerejä. Prosessi on usein eksoterminen ja lopputuotteen ominaisuudet määräytyvät monomeerien tyypin sekä reaktion olosuhteiden, kuten lämpötilan, paineen ja katalyyttien mukaan.

Polymeeröinti jaetaan yleisesti kahteen päätyyppiin mekanismin mukaan: ketjupolymerisaatioon ja vaihepolymerisaatioon. Ketjupolymerisaatiossa kasvavat polymeeriketjut liittyvät toisiinsa lisäämällä monomeereja ketjun päähän; tähän ryhmään kuuluvat radikaalinen, kationinen ja anioninen ketjupolymerisaatio. Vaihepolymerisaatiossa monomeerit reagoivat toistensa kanssa useissa askeleissa, ja suuria polymeerejä muodostuu konversion ja oikean stoikiometrin kautta; tähän ryhmään kuuluvat polycondensaatiot sekä polyadditiot.

Ketjupolymerisaation keskeiset vaiheet ovat käynnistys, propagaatio ja päättäminen. Käynnistys tuottaa reaktiivisia aloittajia; propagaatio kasvattaa ketjua lisäämällä monomeereja; päättäminen tapahtuu, kun ketjut liittyvät toisiinsa tai reaktiiviset keskukset lopettavat reaktiivisuutensa. Vaihepolymerisaatiossa suuret molekyylipainot saavutetaan useissa askeleissa ilman erillistä pitkän ketjun kasvua.

Käytetyt katalyytit ja olosuhteet määrittävät lopullisen polymeerin ominaisuudet. Ketjupolymerisaatio on keskeinen muovien, kuten polyeteenin, polypropeenin ja polystyreenin, tuotannossa; siihen liittyy usein radikaalinen tai metallikatalyyttinen ohjaus. Vaihepolymerisaatiot ovat tyypillisiä polyestereille, polyamideille ja polyuretaanille.