copolymerointia

Copolymerointi on kahden tai useamman erimeromeerin polymeroituminen yhdeksi copolymeriksi. Copolymeerit tarjoavat ominaisuuksia, joita ei saavuteta pelkän homopolymerisoinnin avulla, kuten parempi mekaaninen kestävyys, säädelty lämmönkestävyys ja erilainen kemiallinen vastustuskyky. Koostumus ja järjestys ketjussa vaikuttavat huomattavasti faasi- ja lämpöominaisuuksiin sekä käyttökohteisiin.

Tyypit: satunnainen copolymerointi (monomeerit sekoittuvat ketjuun satunnaisesti), vuorottainen copolymerointi (monomeerit vuorottelevat), lohko-copolymerointi (pitkät blokit eri monomeereillä) sekä graft-copolymerointi (toisen monomeerin ketjut kiinnittyvät toisen rungon päälle).

Valmistusmenetelmät: radikaali- tai koordinaatiopohjainen polymerointi sekä emulsiopolymerointi, liuos- ja suspensio-polymerointi. Kontrolloidut eli living-polymerointimenetelmät (esim. RAFT ja ATRP) mahdollistavat ketjujen pituuden ja monomeerikoostumuksen tarkan hallinnan.

Teoria: copolymeroinnin koostumus määräytyy monomeerien reaktiivisuussuhteista r1 ja r2; Mayo–Lewis-yhtälö kuvaa ketjun rakennetta terminalin mukaan. Tämä vaikuttaa copolymeerien faasijakautumiseen, lämmönkestävyyteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

Sovellukset: pakkausmateriaaleista, autoteollisuudesta ja rakennusmateriaaleista lääketieteen ja biolääketieteen sovelluksiin. Esimerkkejä: styreeni-butadieeni copolymeeri (SBR), ABS-terpolymeeri (akryylinitriili-styreeni-butadieeni) sekä etyleeni-vinyyli asetaat -copolymeerit (EVA).

Historia: copolymeroinnin tutkimus ja kehitys sai varhaisen vauhdin 20-luvulla, ja laajempi käyttöönotto sekä monipuolisemmat rakenteet ovat kehittyneet myöhemmin. Nykyisin copolymeerit ovat keskeisiä monissa muoveissa ja polymeerituotteissa.