Polymerisaatiota

Polymerisaatio on kemiallinen reaktio, jossa pienemmistä yksiköistä, monomeereistä, muodostuu pitkiä molekyyliketjuja eli polymeereja. Prosessi voi tapahtua useilla eri menetelmillä, ja se on keskeinen tapa valmistaa muoveja sekä monien muiden materiaalien rakennuspalikoita. Polymerisaatio jaetaan pääasiassa kahteen luokkaan: additiopolimerisaatioon (ketjuuntuminen) ja kondensaatiopolimerisaatioon (vapaiden protonien tai pienmolekyylien poistuminen).

Additiopolimerisaatiossa monomeerit liittyvät toisiinsa ketjumaisesti ilman merkittävää sivuvaikutusta, ja reaktio etenee nopeasti. Radikaali-, ioninen ja koordinaatio-pohjainen polymerisaatio ovat esimerkkejä. Tunnettuja polymeereja ovat polyeteenit, polyvinyylikloridi ja polypropeeni. Kondensaatiopolimerisaatiossa monomeerit reagoivat kahdesta tai useammasta funktionaalisesta ryhmästä ja vapautuu usein pieni molekyylö kuten vesi tai alkoholihappo. Tässä tapauksessa polymerointi etenee hitaammin ja korkeita molekyylipainoja saavutetaan vasta suurilla konversioilla.

Polymerointiprosessin lopullinen tulos riippuu olosuhteista, kuten lämpötilasta, paineesta, katalyytin olemassaolosta ja reagenssien liuottuvuudesta. Monomeerien stereokemia (taktisiteetti) ja reaktio-olosuhteet vaikuttavat ketjun pituuteen ja rakenteeseen, jolloin syntyy lineaarisia, haarautuneita tai risteytyneitä polymeereja. Molekyylipaino ja rakennetyyppi vaikuttavat mekaanisiin ja termisiin ominaisuuksiin.

Käyttökohteet ja esimerkit: muovit kuten polyeteeni, polystyreeni ja polyvinyylikloridi syntyvät usein additiopolymerisaatiolla; polyamidirat (nylon) ja polyuretaanit syntyvät kondensaatiopolimerisaatioilla. Polymerisaatiota käytetään laajasti lääketieteessä, pakkaus- ja rakennusteollisuudessa sekä tekstiili- ja elektroniikkaratkaisuissa. Ympäristöhaasteisiin kuuluvat jätteen hallinta, kierrätys sekä mikromuovien muodostuminen.