Polümeersüntees

Polümeersüntees viitab protsessile, mille käigus väikesed molekulid, mida nimetatakse monomeerideks, ühendatakse keemiliste reaktsioonide abil, et moodustada suuri makromolekule, mida nimetatakse polümeerideks. Need polümeersed materjalid on arvukate igapäevaste esemete ehitusplokid, alates plastidest ja kiududest kuni bioloogiliste materjalideni, nagu DNA ja valgud. Polümeersünteesi võib liigitada kahte peamisse kategooriasse: ahelpolümerisatsioon ja astmelise kasvuga polümerisatsioon.

Ahelpolümerisatsioonis lisatakse monomeerid järjestikku kasvavale polümeeriahelale. See protsess algab algataja poolt, mis tekitab aktiivse koha polümeeriahelasse, millele seejärel monomeerid järjestikku lisanduvad. Levinud ahelpolümerisatsiooni tüüpide hulka kuuluvad radikaalpolümerisatsioon, katioonpolümerisatsioon ja anioonpolümerisatsioon. Need meetodid on tavaliselt seotud madala molekulmassiga monomeeride, näiteks etüleeni või vinüülkloriidiga, polümeeride moodustamiseks, mida kasutatakse polüetüleenis või polüvinüülkloriidis (PVC).

Astmelise kasvuga polümerisatsioonis reageerivad monomeerid omavahel, moodustades esmalt dimereid, seejärel trimeere ja nii edasi, kuni lõpuks moodustub pikk polümeeriahel. Iga aste polümerisatsiooniprotsessis on keemiline reaktsioon, mis võib hõlmata selliseid funktsionaalseid rühmi nagu hüdroksüülid, amiinid või karboksüülhapped. Seda tüüpi sünteesi kasutatakse sageli polüestrite, polüamiidide ja polüuretaanide tootmiseks. Polümeersünteesi tingimuste, nagu temperatuur, rõhk ja katalüsaatori olemasolu, hoolikas kontroll võimaldab materjali omaduste, sealhulgas molekulmassi, hargnemise ja koostise, kohandamist, mis võimaldab luua laia valikut polümeere erinevateks rakendusteks.