Polymerointimenetelmän

Polymerointimenetelmä tarkoittaa kemiallista prosessia, jolla monomeereistä rakennetaan pitkiä polymeeriketjuja. Prosessi voidaan toteuttaa usealla tavalla ja sen lopputulosta voidaan säädellä muun muassa molekyylipainon, rakenteen ja käsittelyolosuhteiden mukaan. Näin erotellaan pääpiirteittäin lisäys- eli chain-growth-polymerointi sekä kondensaatiopolymerointi.

Lisäyspolymeroinnissa monomeerit liittyvät toisiinsa ilman suurta poistuvaa sivutuotetta. Tällä tavalla voidaan valmistaa laaja valikoima polymeerejä radikaalin, kationisen tai anionisen mekanismin alaisuudessa. Tärkeimpiä alalajeja ovat radikaalinen polymerointi, kationinen sekä anioninen polymerointi sekä koordinaatio- ja metallocene-pohjainen polymerointi. Kondensaatiopolimeroinnissa polymeeriketju muodostuu yhteydessä pieniä molekyylejä, kuten vettä tai alkoholia, poistuessa reaktiosta.

Polymerointimenetelmän valintaan vaikuttavat monomeerien luonne, haluttu molekyylipaino sekä rakenteellinen kontrolli. Reaktiot voidaan suorittaa useissa medioissa kuten bulkissa, liuottimessa, emulsiossa tai suspensiossa. Katalyyttejä käytetään erityisesti hallittuun ja tehokkaaseen polymerointiin; yleisiä ovat Ziegler–Natta- ja metallocene-katalyytit sekä erilaiset kontrolloidut tai lukitut polymerointimenetelmät. Tärkeimpiä mittareita ovat keskimäinen (Mn) ja kokonaismolekyylipaino Mw sekä polydispersiteetti (Mw/Mn).

Polymerointimenetelmät ovat perusta modernien muovien, kuitujen ja elastomeerien teolliselle tuotannolle. Niitä hyödynnetään myös biopohjaisten ja kierrätettävien polymerien kehittämisessä, joissa huomioidaan ympäristövaikutukset ja kierräettävyys. Historiallisesti merkittäviä virstanpylväitä ovat lisäyspolymeroinnin kehittyminen 1900-luvulla sekä koordinaatiokatalyyttien käyttöönotto, joka mahdollisti erilaisten muovien teollisen tuotannon.