polymeerijärjestelmien

Polymeerijärjestelmien käsite kattaa materiaalit, jotka koostuvat makromolekyyleistä eli polymeereistä. Niihin kuuluvat sekä nestemäiset polymeeriliuokset että sulat, verkostoituneet polymeerit, sekoitukset ja komposiitit sekä nanostrukturoidut polymeerirakenteet. Järjestelmien käyttäytyminen riippuu sekä yksittäisten polymeerien ominaisuuksista että niiden välisten vuorovaikutusten ja käsittelyn vaikutuksesta.

Rakenteellisesti polymeerijärjestelmillä on monimuotoisuutta: molekyylipaino ja jakautuma, rakennetyyppi (lineaarinen, haaroittunut, ristiin kytketty), taktiisuus ja kiteisyys. Näillä tekijöillä on suora vaikutus viskositeettiin, mekaanisiin ominaisuuksiin, lämmönkestävyyteen ja lasimassan lämpötilaan (Tg) sekä käyttökestävyuteen.

Syntetisointi ja suunnittelu: polymeerien muodostuminen tapahtuu additiopolimerisaation tai kondensaatiopolimerisaation kautta. Hallitut/ohjatut polymerointimenetelmät kuten living/controlled polymerization (RAFT, ATRP ja anioninen polymerointi) mahdollistavat monimutkaisten rakenteiden kuten lohko- ja blokkipolymeerien sekä ristiinliitettyjen verkkojen suunnittelun.

Sovellukset: polymeerijärjestelmät ovat keskeisiä pakkaus-, elektroniikka- ja rakennusteollisuudessa sekä auto- ja lääketieteellisessä teknologiassa. Ne käytetään kalvoissa, pinnoitteissa, suodatin- ja hydrogeeli- sekä bioyhteensopivissa sovelluksissa.

Karakterisointi ja kestävyys: menetelmillä kuten GPC/SEC molekyylipainojakauman määrittämiseksi, NMR rakenteen selvittämiseksi sekä DSC:llä ja TGA:lla termisiä ja lämpöominaisuuksia arvioidaan. Kestävyys ja kierrätettävyys ovat keskeisiä haasteita, ja ala pyrkii kehittämään kierrätettäviä ja biohajoavia polymeerejä sekä kierrätettävän tuotantoketjun ratkaisuja.