Vaihepolimerisaation

Vaihepolimerisaatio on polymeroitumisreaktio, jossa suurten molekyylien muodostuminen tapahtuu askel kerrallaan, kun monomeerien funktionaaliset ryhmät reagoivat toisiinsa. Tämä mekanismi kattaa sekä polycondensaation (jossa vapautuu pienmolekyylinen sivutuote, kuten vesi tai metanolia) että polyadditiopolimerisoinnin (jossa sivutuotteita ei välttämättä muodostu).

Keskeisiä piirteitä ovat, että reaktiot voivat tapahtua missä tahansa kahden reagoivan ryhmän välillä, ja kasvuprosessi voi tapahtua useissa ketjuissa samanaikaisesti. Monomeerien funktionaalinen ryhmätiheys sekä stoikiometria vaikuttavat lopulliseen molekyylipainoon ja mahdolliseen verkostoitumiseen; paljon riippuu siitä, onko reaktiossa oikea ryhmien määrä suhteessa toisiinsa.

Kinetiikan kannalta Carothersin suhde DPn = 1/(1-p) pätee bifunktionaalisille monomeereille, jossa p on reaktiovasteen laajuus. Flory-Stockmayerin teoria antaa kriteerit verkoston muodostumiselle (gel point) ja ne riippuvat funktionaalisuudesta sekä reaktioyhteydestä.

Esimerkkejä vaihejpolimerisaation sovelluksista ovat polyesterit, polyamidit kuten nyloni sekä polyuretaanit. Epoksien kovettuminen ja muut verkostorakenteiset reaktiot ovat myös pitkittyneitä vaihepolimerisaatioita.

Hyötyinä ovat mahdollisuus saavuttaa suuria molekyylipainoja ja monipuolinen monomeerinen koostumus; rajoitteita ovat pitkään kestävä reaktio, tarve poistaa sivutuotteita tai hallita reaktiolämpötilaa sekä kontrolloida tavoitellun molekyylipainon ja verkoston synty.