Polymerointimenetelmien

Polymerointimenetelmien käsite kattaa reaktiot, joilla yksinkertaisista monomeereista valmistetaan polymeeriketjuja. Menetelmät jaetaan yleisesti additiopolymerointiin (ketjuun kasvava polymerointi) sekä kondensaatiopolymerointiin (step-growth). Lisäksi on erikoistekniikoita, kuten ring-opening polymerointi sekä living- ja koordinaatiopolymerointiin perustuvat lähestymistavat.

Additiopolymerointi etenee toistuvien additioiden kautta ilman suurempia sivutuotteita. Tyypillisiä muotoja ovat radikaalinen, kationinen ja anioninen polymerointi sekä koordinaatiopolymerointi. Radikaalipolymeroinnissa toiminta tapahtuu radikaalien avulla, joita generoivat esimerkiksi peroksideilla tai azo-yhdisteillä. Kationinen ja anioninen polymerointi perustuvat monomeerien elektronisesti varautuneisiin muotoihin ja reagoivat usein tiukoissa olosuhteissa. Koordinaatiopolymeroinnissa käytetään metallikatalyyttejä (esim. Ziegler-Natta ja metallocene), mikä mahdollistaa tietyntyyppisten alkeenien kontrolloidun polymeroinnin. Living-polymerointi (esim. RAFT, ATRP, NMP) mahdollistaa lopullisen ketjun pituuden ja rakenteen hallinnan.

Kondensaatiopolymeroinnissa monomeerit liittyvät siten, että sivutuotteena vapautuu pieniä molekyylejä, kuten vesi tai alkoholi. Tämä lähestymistapa tuottaa polyamideja, polyesterejä ja polyuretaanija sekä muita polymeerejä, joiden ominaisuuksia voidaan muokata monomeerivalinnoilla ja reaktiokulmilla.

Erikoistekniikoihin kuuluvat ring-opening polymerointi (ROP), jossa renkaat avautuvat ja muodostuvat ketjuja, sekä koordinaatio- ja living-tyyppiset lähestymistavat ja metathesis-pohjaiset menetelmät. Polymerointimenetelmien valinta vaikuttaa polymerin ominaisuuksiin, sovelluksiin sekä valmistusprosessin kestävyyteen.

Sovelluksia ovat pakkauksiin tarkoitetut muovit, tekstiilit, lääketieteelliset laitteet sekä biomateriaalit ja elektroniikka.