addisjonpolymerisering

Addisjonpolymerisering, eller kjedevekst-polymerisering, er en polymerisasjonsprosess der små molekyler med dobbeltbindinger (vinyleter eller alkener) binder seg sammen til lange kjeder uten å frigi småmolekyler som biprodukter. Reaksjonen kjennetegnes av at et aktivt endestykke kontinuerlig vokser ved påslag av flere monomerer, slik at polymerets molekylvekt øker raskt.

Hovedtyper og mekanismer

Den vanligste typen er radikal addisjonpolymerisering, som skjer i tre faser: initiering, propagasjon og terminering. Initiering dannes frie radikaler ved bruk av initiatorer som azo-forbindelser eller peroksider. Propagasjonen innebærer at monomerenhetene på ny får koplet seg til de aktive kjedene, og kjeden vokser. Terminering skjer ofte ved kombinasjon av to kjeder eller ved disproportionering; kjedetransfer kan også avslutte en kjede og starte en ny. I tillegg finnes ioniske addisjonpolymeriseringer (katjonisk eller anionisk) og koordinativ addisjonpolymerisering, som ofte krever spesialkatalysatorer.

Monomerer og produkter

Vinylmonomerer som etylen, propylen, styren og akrylatmonomerer danner polyetylen, polystyren, PVC, PMMA og polyacrylater, ofte med høy molekylvekt og varierende kjedestruktur. Kopolymerisering av to eller flere monomerer muliggjør ulike oppløselige egenskaper og mekaniske egenskaper, med mønstre som random, blokkerte eller alternating kopolymerer avhengig av reaktivitet og reaktorforhold.

Egenskaper og anvendelser

Addisjonpolymerisering gir vanligvis rask reaksjon og høy molekylvekt uten utskillelse av biprodukter. Kontrollert/levende addisjonpolymerisering (for eksempel RAFT, ATRP eller NMP) muliggjør tett stykkete molekylvekt og spesifikke polymerarkitekturer. Prosesser brukes i produksjon av plast, emballasje, coatinger og mange andre materialer. Miljø- og sikkerhetsaspekter knyttet til initiatorer og exoterme reaksjoner er viktige i industriell praksis.