Vaihepolymeroinnissa

Vaihepolymerointi on polymerointimenetelmä, jossa polymeriketjut kasvavat vaiheittain reagoivien funktionaalisten ryhmien välillä. Monomeerit ovat tavallisesti bifunktionaalisia tai monifunktionaalisia, ja reaktiot etenevät järjestelmällisesti pienistä oligomeereistä pidempiin ketjuihin. Kasvu ei perustu yksittäisten ketjujen nopeaan ketjuttamiseen, vaan kaikkien reaktiivisten ryhmien reagointi tuottaa yhä suurempia molekyylipareja konversion edetessä.

Mekanismina vaihepolymeroinnissa voidaan erottaa kaksi päätyyppiä: polycondensaatiopolymerointi, jossa reaktiot vapauttavat pienikokoisia sivutuotteita kuten vettä tai metanolia; sekä polyadditiopolymerointi, jossa sivutuotteita ei muodostu ja vanhat molekyylit liittyvät toisiinsa uusilla kytkimillä. Esimerkkejä ovat polyesterit (kuten PET), polyamidit (nylon) sekä monien polyuretaanien ja epoksijärjestelmien muodostuminen.

Kinetiikassa vaihepolymerointi etenee siten, että kaikki funktionaaliset ryhmät voivat reagoida, mikä mahdollistaa suuret molekyylipainot konversion kasvaessa. Teoreettisesti suurimmat painot saavutetaan vasta melko korkealla konversiolla; Carothersin laki Xn = 1/(1-p) kuvaa ideaalitilannetta, jossa Xn kasvaa konversion mukana. Sidosverkostojen muodostuessa polydispersiteetti kasvaa.

Sovelluksissa vaihepolymerointi mahdollistaa polyesterien, nyloni-polymeerien, polyuretaaneiden sekä monien epoksijärjestelmien valmistuksen. Prosessi vaatii usein puhtaita monomeereja ja sopivia reaktiokäytäntöjä sivutuotteiden poistamisen sekä rakenteiden hallinnan takaamiseksi.