ketjopolimerisaatiota

Ketjopolimerisaatio on polymeerien valmistusmenetelmä, jossa kasvavat polymeeriketjut muodostuvat toistuvista monomeeriyksiköistä samalla reaktiolla. Kasvu tapahtuu aktiivisista keskuksista ja jokainen lisätty monomeeri lisää ketjun pituutta. Tämä mekanismi eroaa vaiheittaisista polymeerien rakennusmenetelmistä, joissa monomeerit reagoivat useissa eri vaiheissa ilman suoraviivaista ketjusäätöä.

Ketjopolimerisaatio voidaan jakaa useisiin mekanismeihin, joista yleisimpiä ovat radikaali (free-radical) ketjopolimerisaatio, katjoni (cationic) ketjopolimerisaatio ja anioni (anionic) ketjopolimerisaatio. Koordinaatiopolimerisaatio, jossa kasvu tapahtuu metallisella keskuksella koordinaatioyhteyksien kautta (esim. Ziegler–Natta ja metallocene-pohjaiset järjestelmät), on toinen merkittävä lähestymistapa erityisesti olefiinien valmistuksessa.

Aloitusvaiheessa syntyy aktiivinen keskus, joka käynnistää ketjun kasvun. Propagointivaiheessa monomeerit liitetään peräkkäin, ja lopetuksessa kasvu pysähtyy. Elävä (living) ketjopolimerisaatio on kontrolloitu lähestymistapa, jossa lopetukset ja siirrot ovat harvinaisia, mikä mahdollistaa tarkemman molekyylipainon sekä funktionaalisten pääte-ryhmien hallinnan.

Reaktiot ovat herkkiä epäpuhtauksille, hapelle sekä lämpötilalle, ja reaktion nopeuteen vaikuttavat initiatorin tyyppi, liuotin sekä olosuhteet. Radikaalipolimerisaatiossa hapen ja inhibitorien vaikutus on merkittävä, ja puhdistus sekä hapen poisto ovat tyypillisiä toimenpiteitä.

Sovellukset: Ketjopolimerisaatiota hyödynnetään suurten määrien polymeerien, kuten polystyreenin, polyvinyylikloridin, polyeteenin ja erilaisten polyakrylaattien, valmistuksessa sekä monien muovien pintakäsittelyissä, liimoissa ja pinnoitteissa. Menetelmää käytetään laajasti pakkaus-, rakennus- ja autoalan muoveissa.