polymerisaatioreaktiot

Polymerisaatioreaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa pienemmistä monomeereistä muodostuu pitkiä polymeeriketjuja. Yleisesti ne jaetaan kahteen pääluokkaan: ketjumääräiseen (chain-growth) ja askelvaiheiseen (step-growth) polymerisaatioon. Eri mekanismit vaikuttavat tuotteen ominaisuuksiin ja reaktioaikoihin.

Ketjumääräisessä polymerisaatiossa monomeerit liittyvät toisiinsa toistuvasti kasvavaksi ketjuksi. Aloitus voi olla radikaalinen, kationinen tai anioninen; kasvatus tapahtuu propagation-vaiheessa ja lopetus lopettaa reaktion. Esimerkkejä ovat polystyreeni, polyeteeni ja monet akrylaatit. Yleisimmät aloittajat ovat peroksidit ja azo-yhdisteet (esim. AIBN). Lämpötila ja liuotin vaikuttavat ketjun kasvuun ja lopulliseen molekyylipainoon sekä polymerin ominaisuuksiin.

Askelvaiheisessa polymerisaatiossa monomeerit liittyvät toisiinsa kondensaation tai polyaddition kautta, usein sivutuotteen, kuten veden, poiston kautta. Kondensaatiopolimerisaatioon liittyy usein kahden eri monomerin reaktio, ja lopputuotteina syntyvät esimerkiksi polyesterit ja polyamidit. Ring-opening polymerization (ROP) on erityinen tapa valmistaa polymeerejä kuten polycaprolactone, ja joissain järjestelmissä voidaan käyttää kontrolloituja tai "living" polymerisaatiotapoja, joissa ketjun pituus on tarkasti hallittavissa.

Polymerisaatio voidaan toteuttaa eri tiloissa: bulk-, ratkaisu-, emulsi- tai suspensio-polymerisaatioina. Käyttökohteita ovat pakkausmateriaalit, muovit, liimat ja maalit sekä biohajoavat polymeerit. Turvallisuus- ja ympäristönäkökohdat ovat olennaisia erityisesti reagenssien ja sivutuotteiden hallinnassa.