Polymerointimenetelmä

Polymerointimenetelmä tarkoittaa prosessia, jolla pienemmistä yhdisteistä, monomeereista, muodostetaan pitkiä molekyyliketjuja eli polymeerejä. Näin tuotetut polymeerit voivat olla kiinteitä, tahnamaisia tai kuitumaisia ja niitä käytetään laajasti muoveissa, hartsissa, tekstiileissä ja teknisissä sovelluksissa.

Menetelmät jaetaan pääasiassa lisäys- eli additiopolymerointiin sekä kondensaatiopolymerointiin. Lisäyspolymeroinnissa monomeerit liittyvät toisiinsa ilman sivutuotteita. Tämä voidaan toteuttaa eri mekanismeilla, kuten radikaalisella, kationisella ja anionisella polymeroinnilla. Radikaalinen polymerointi on teollisesti yleisintä ja soveltuu monille polymeerityypeille. Kationinen ja anioninen polymerointi mahdollistavat paremman kontrollin ketjujen pituudesta ja rakenteesta. Elävä tai ohjattu polymerointi antaa mahdollisuuden suunnitella ketjujen ominaisuuksia entistä tarkemmin.

Kondensaatiopolymeroinnissa kaksi tai useampi monomeeri yhdistyy ja samalla poistuu sivutuotetta, kuten vesi. Tämä rajoittaa käytettäviä monomeeriyhdisteitä, mutta mahdollistaa esimerkiksi polyesterien, polyamidelignien ja erilaisten polyuretaanien valmistuksen.

Teollisuudessa käytettyjä järjestelmiä ovat emulsiopolymerointi, suspensio- ja liuospolymerointi sekä kiinteäfaasipolymerointi. Reaktiot voivat tapahtua erilaisissa faasissa sekä lämpötiloissa, ja niillä on vaikutusta hiukkaskokoon, polymeroidon rakenteeseen ja lopullisiin ominaisuuksiin.

Polymerointimenetelmän valinta vaikuttaa lopullisiin ominaisuuksiin kuten molekyylipituuteen, jakautumaan sekä mekaanisiin ja termisiin ominaisuuksiin. Keskeisiä säätötekijöitä ovat lämpötila, paine, katalyytin tai käynnistysaineen määrä, monomeerin laatu sekä reaktorisysteemin rakenne.