Vaihepolymerisaatiossa

Vaihepolymerisaatiossa, tunnettu myös nimellä askelkasvupolymeerisaatio, on polymeerien muodostumismenetelmä, jossa monomerit reagoivat keskenään muodostaen ensin dimeerejä, sitten trimeerejä ja lopulta pitkiä polymeeriketjuja. Tässä prosessissa jokainen monomerimolekyyli voi reagoida minkä tahansa toisen monomerimolekyylin, tai jo muodostuneen oligomeerin kanssa, edellyttäen että reaktiivisia ryhmiä on riittävästi. Toisin kuin ketjupolymerisaatiossa, vaihepolymerisaatiossa ei ole erillisiä initiaatio-, promootio- ja terminaatiovaiheita.

Tämän tyyppisessä polymerisaatiossa tarvitaan monomeereja, joissa on vähintään kaksi reaktiivista funktionaalista ryhmää. Yleisiä reaktiotyyppejä ovat esimerkiksi esteröinti, amidointi ja eetteröinti. Reaktion edetessä polymeeriketjun pituus kasvaa vähitellen, ja molekyylipainon kasvu on aluksi hidasta, mutta kiihtyy, kun reagoivien monomeerien pitoisuus vähenee ja oligomeerien pitoisuus kasvaa. Vaihepolymerisaatiolla valmistetaan usein kondensaatiopolymeerejä, kuten polyesterit, polyamidit (nailon) ja polykarbonaatit.

Prosessiin vaikuttavat monet tekijät, kuten lämpötila, paine, katalyytit ja monomeerien pitoisuudet. Tasapainoreaktioissa, kuten polyesteröinnissä, reaktiotuotteena muodostuu usein pienimolekyylistä ainetta, kuten vettä tai metanolia, jonka poistaminen edistää reaktion täydellistymistä ja korkeamman molekyylipainon polymeerin muodostumista. Vaihepolymerisaatiota voidaan käyttää sekä aineettomassa tilassa että liuoksessa.