polymerisaatiosta

Polymerisaatio on kemiallinen prosessi, jossa pienemmistä monomeereistä muodostuu suuria molekyylejä, polymeerejä. Polymeerien toistuvat rakennuspalikat ovat monomeerien toistuvia yksiköitä. Polymerisaatioja voidaan lähestyä kahdella päälinjalla: ketjupolymerisaatio, jossa monomeerit liittyvät toisiinsa pitkiksi ketjuiksi additioreaktiolla, sekä vaihepolimerisaatio (condensation polymerization), jossa monomeerit reagoivat keskenään ja vapautuvat pienmolekyylisiä yhdisteitä kuten vettä.

Ketjupolymerisaatioon kuuluu useita mekanismeja, kuten vapaa-radikaalinen, kationinen ja anioninen sekä koordinaatiopolymerisaatio. Esimerkkejä ketjupolymerisaation tuotoksista ovat polyeteeni (etyleeni → polyeteeni), polystyreeni (styreeni → polystyreeni) ja polyvinyylikloridi (vinylkloridi → PVC). Vaihepolimerisaatiossa monomeerit reagoivat toistensa kanssa esimerkiksi di- ja monomeeriyhdistelmien kautta ja usein syntyy pikkurajoitetun jäännöksen lisäksi pienmolekyylien poiston kautta nylonia ja polyesteriä.

Polymerisaatio voidaan toteuttaa eri olosuhteissa: bulk-, liuos-, emulsio- ja suspensiosysteemissä. Eri katalysaattorit ja olosuhteet vaikuttavat lopulliseen polymeeriytteen ominaisuuksiin, kuten molekyylipainoon, järjestäytymiseen ja kiteytymiseen. Tyypillisiä katalyyttiryhmiä ovat vapaa-radikaalinen, kationinen, anioninen sekä koordinaatiopolimerisaatio; erityisesti Ziegler–Natta -tyyppiset katalyytit koordinaatiopolymerisaatiossa ovat olleet tärkeitä nyloni- ja polyesteri-sarjoissa.

Käytännössä tärkeimpiä polymeerejä ovat esimerkiksi polyeteeni, polystyreeni ja polyvinyylikloridi sekä kondensaatiopolymeerit kuten nyloni ja polyesterit. Polymeerit ovat keskeisiä materiaaleja pakkauksissa, rakentamisessa, tekstiileissä ja pinnoitteissa. Kierrätys ja ympäristövaikutukset ovat olennaisia huomioita polymeerien tuotannossa ja käytössä.